Изоляторы
Все изоляторы делятся на три группы по способу применения:
опорные
проходные
подвесные
Для всех изоляторов характерны:
электрические характеристики: номинальное напряжение, пробивное напряжение, напряжение выдержки (под крышей или под дождем)
механические характеристики: минимальная разрушающая нагрузка, приложенная к голове изолятора, перпендикулярно его оси, жесткость, численно равная отношению силы приложенной к голове изолятора к длине отклонения от вертикальной оси.
Изоляторы: опорные, для изоляции и крепления шин или токоведущих частей, аппаратов на заземленных металлических или бетонных конструкциях, а также для крепления проводов воздушных линий на опорах. Бывают стержневые и штыревые изоляторы.
Проходные изоляторы - предназначены для проведения проводника сквозь заземленные кожухи трансформаторов и аппаратов стены и перекрытие зданий;
Подвесные изоляторы - для крепления многопроволочных проводов к опорам воздушных линий и РУ. Их конструируют так, чтобы они могли противостоять растяжению.
Статические и динамические характеристики электрической дуги: вольт-амперные и вольт-секундные.
Электрической дугой, точнее дуговым разрядом, называют самостоятельный разряд в газе, т.е. разряд, протекающий без внешнего ионизатора, характеризующийся большой плотностью тока и относительно небольшим падением напряжения у катода.
рис. 1 рис. 2 рис. 3 рис. 4
Зависимость градиента напряжения E=dU/dI (рис.1) в столбе дуги от тока при очень медленном изменении последнего представляет собой статическую характеристику дуги, зависящую от давления и свойств газа. В установившемся состоянии каждой точке характеристики соответствует некоторое сечение и температура дугового столба. При изменении тока дуговой столб должен изменить свое сечение и температуру применительно к новым условиям. Эти процессы требуют времени, и поэтому новое установившееся состояние наступает не сразу, а с некоторым запозданием (явление гистерезиса). При внезапном изменении тока от I1 до I2: в первый момент дуга сохранит свои сечения и температуру, а градиент уменьшится (точка 2’). Подводимая мощность будет меньше необходимой для проведения тока I2. Поэтому сечение и температура начнут уменьшаться, а градиент увеличиваться, пока не наступит новое установившееся состояние в точке 2 на статической характеристики. При внезапном увеличении тока от значения I1 до значения I3 градиент напряжения увеличится (точка 3’). Подводимая к дуге мощность будет больше необходимой для проведения тока I3. Поэтому сечение и температура столба начнут увеличиваться, а градиент напряжения уменьшаться, пока не наступит установившееся состояние в точке 3 на статической характеристике.
При плавном изменении тока с некоторой скоростью градиент напряжения не успевает следовать за изменением тока в соответствии со статической характеристикой. При увеличении тока градиент напряжения превышает значения определяемые статической характеристикой, а при уменьшении тока градиент напряжения меньше этих значений. Кривые E=f(I) при изменении тока с некоторой представляют собой динамические характеристики дуги (сплошные линии на рис. 3). Положение этих характеристик по отношению к статической характеристике (см. пунктир) зависит от скорости изменения тока. Чем медленнее происходит изменение тока, тем ближе расположена динамическая характеристика к статической. В заданных условиях дугового разряда может быть только одна статическая характеристика. Число динамических характеристик не ограничено.
ВАХ дуги переменного тока показана на рис. 4. В течении четверти периода, когда ток увеличивается, кривая напряжения лежит выше статической характеристики. Следующую четверть периода, когда ток уменьшается, кривая напряжения лежит ниже статической характеристики. Дуга зажигается в точках 1 и 3 и угасает в точках 2 и 4. На рис.2 показана характеристика дуги как функция времени. Вертикальные участки соответствуют неустойчивому состоянию, при котором происходит интенсивное взаимодействие дуги с постоянными цепи R, L, C. Эти короткие интервалы времени, продолжительность которых составляет несколько микросекунд, используются для интенсивной деионизации промежутка между контактами выключателя, чтобы воспрепятствовать новому зажиганию дуги. В зависимости от условий процесс может закончится двояко: или дуга погаснет и цепь будет прервана, или дуга возникнет вновь и процесс взаимодействия повторится через половину периода при более благоприятных условиях.