2.6 Определение восстанавливающейся прочности

Восстанавливающаяся прочность – одна из важнейших характеристик межконтактного промежутка коммутационного аппарата, определяющая в целом одно из важнейших его свойств – отключающую способность. Она характеризует образующиеся и нарастающие во времени его изоляционные свойства непосредственно за переходом тока дуги через нулевое значение.

Восстанавливающаяся прочность «противостоит» восстанавливающемуся напряжению и определяется тем минимальным напряжением, которое способно осуществить пробой остаточного ствола, т.е. перевести его в состояние полноценного электродугового разряда. На этом обстоятельстве основаны все методы экспериментального определения восстанавливающейся прочности. Все их можно условно объединить в две группы:

1. Метод однократных пробоев: его идея реализуется схемой, представленной на рис., где L, R, C – параметры контура, С_д – добавочная регулируемая емкость. В межконтактном промежутке исследуемого аппарата Q_вп создается дуга, горящая в течение нескольких полупериодов. С помощью осциллографа снимается момент перехода тока через нулевое значение, за которым следует повторное зажигание дуги. Оно происходит в тот момент, когда восстанавливающаяся прочность станет равной восстанавливающемуся напряжению. При этом восстанавливающаяся прочность равна напряжению зажигания дуги.

Получив напряжение зажигания u_з1 и соответствующее ему время t₁, получим одну из точек кривой восстанавливающейся прочности. Регулируя скорость восстанавливающегося напряжения, с помощью С_д в другом опыте получают другие точки кривой, при этом зажигание дуги будет происходить при других напряжениях и другие моменты времени. По полученным точкам строят кривую u_вп(t). Основным недостатком рассмотренного метода является то. кривая восстанавливающейся прочности получается в результате в результате проведения нескольких опытов, условия в которых могут быть неидентичными.

2. Метод многократных пробоев позволяет получить кривую восстанавливающейся прочности при одном переходе тока через нуль. Это достигается использованием повторяющихся разрядов емкости на исследуемый промежуток.

В схеме R, L, C – параметры контура, С_р – разрядная емкость, R₁, R₂ – соответственно разрядный и зарядный резисторы. Схема содержит также три разрыва 1, 2 и 3. При переходе тока через нуль дуга во всех разрывах гаснет. При этом разрывы 1 и 3 отделяют исследуемый промежуток 2 от источника питания. Емкость С_р заряжается от источника постоянного напряжения и при некотором напряжении пробивает промежуток 2, за чем следует снижение напряжения. Этот процесс повторяется несколько раз. Кривая u_вп(t) строится по вершинам полученной осциллограммы (точки 1,2 и 3). Скорость заряда и разряда емкости С_р регулируется резисторами R₁ и R₂.

Основным недостатком данного метода является то, что вследствие пробоя первоначальное состояние остаточного ствола дуги нарушается. В нем выделяется энергия, и он значительно ионизируется. Поэтому измеренная при последующих пробоях прочность будет определена при уже несколько изменившихся условиях.

В настоящее время разработаны более совершенные схемы, обеспечивающие снижение энергии, выделяющейся при пробое остаточного ствола, однако полностью избавится от этого невозможно. Поэтому при построении кривой u_вп(t), как правило, сочетают оба метода.