6.5 Горение и гашение дуги переменного тока при отключении индуктивной цепи.

Рассмотрим процесс гашения дуги в цепи с большой индуктивностью сosf<=0,1. В момент расхождения контак­тов (МРК) загорается. В мо­мент времени t = 0 дуга гаснет. Благодаря процессу деионизации в ДУ электрическая прочность промежутка увеличивается. К промежутку прикладывается вос­станавливающееся напряжение на контактах и_в, создавае­мое источником. В момент погасания дуги ЭДС источника близка к амплитуде. При этом напряжение на про­межутке восстанавливается с большой скоростью. В точке с прочность промежутка ниже восстанавливающегося на нем напряжения и происходит пробой. Дуга горит еще пол­периода и снова гаснет в точке О. В точке с' снова проис­ходит пробой междуконтактного промежутка, так как после момента времени b' кривая электрической прочности ниже кривой восстанавливающегося напряжения и_в’. При этом загорается дуга, которая гаснет в точке О", и снова начинается процесс нарастания электрической прочности и восстановления напряжения и_в.. После' точки О" благодаря эффективному действию ДУ кривая восстанавливающейся электрической прочности идет выше кривой восстанавливающегося напряжения и_в и происходит окончательное гашение дуги.

6.6 Условия гашения дуги постоянного тока.

Во всем диапазоне изменения тока от I₀ до 0 при отключении цепи ВАХ дуги должна лежать выше реостатной х-ки цепи U₀-iR . Если эти характеристики пересекаются друг с другом, то в зоне м. точками пересечения условие гашения дуги нарушится. Дуга будет устойчивой и цепь не будет отключаться. U дуги > U – iR. Возможно за счет увеличения длины дуги, обдува, охлаждения и т д дуги.

6.7 Гашение открытой дуги в магнитном поле, способы возбуждения магнитного поля дугогашения.

Перемещение дуги под воздействием магнитного по­ля. Электрическая дуга является своеобразным проводни­ком с током, который может взаимодействовать с магнитным полем. Сила взаимодействия между током дуги и маг­нитным полем перемещает дугу, создается так называемое магнитное дутье. Магнитное поле создается катушкой , включен­ной последовательно с коммутируемой цепью. Внутри ка­тушки размещен сердечник , соединенный с ферромаг­нитными полюсами в виде пластин. Между катушкой и сердечником размещается изоляционный цилиндр. При протекании тока по катушке создается магнитное поле, на­правление которого указано крестиками. Ток протекает от входного контакта по катушке , замкнутым контак­там и гибкой связи ко второму выходному контакту аппарата. При размыкании контактов между ними возникает сначала жидкий металлический мостик, а затем дуга . Под действием магнитного поля катушки возникает сила Р, которая перемещает дугу в керамическую камеру. Си­ла, действующая на единицу длины дуги,

Эта сила перемещает дугу сначала в воздухе, а потом в узкой щели дугргасительной камеры и расходуется на преодоление аэродинамического сопротив­ления воздуха и силы трения дуги"о стенки щели. чем больше ток, тем больше требуется длина дуги для ее гашения и тем больше время гашения.

Воздействовать на дугу можно и магнитным полем по­стоянного магнита. При этом отсутствуют затраты энергии на создание магнитного поля; резко сокращается расход меди на контактор; отсутствует подогрев контактов от ка­тушки, как это имеет место в ДУ системы с последователь­ной катушкой. По сравнению, с ДУ с параллельной катушкой ДУ с постоянным магнитом обладает высокой надеж­ностью и может использоваться при любых значениях тока. ДУ с последовательной катушкой сила, действующая на дугу, пропорциональна квадрату тока. Поэтому и при переменном токе на дугу действует сила, неизменная по на­правлению. Параллельные катушки в ДУ переменного тока не при­меняются из-за того, что сила, действующая на дугу, меня­ет свой знак, так как поток, создаваемый магнитной систе­мой дугогашения, сдвинут по фазе относительно отключаемого тока.

6.8. Способы гашения электрической дуги: высоким давлением, в трансформаторном масле.

Если при данном токе в дуге увеличить давление окружающей среды, то увеличится отвод тепла. Для сохранения значения тока, необходимо к дуге подвести большую мощность, что при неизменном токе требует повышения напряжения на дуге. Из-за резкого подъема напряжения на дуге ток обрывается до своего естественного нуля, не достигнув максимального значения.

Под действием энергии дуги происходит взрывоподобное разложение масла на водород и газы в виде паров масла. Водород обладает исключительно высокой теплопроводностью и является одной из лучших дугогасящих сред. За сотые доли секунды давление резко поднимается, образующийся газовый пузырь стремится вырваться из камеры. При этом происходит эффективное охлаждение дуги потоками газа, вытекающими из камеры со скоростью звука.

На процесс гашения дуги влияют также тепловые пото­ки воздуха, создаваемые дугой. Дуга гасится более интен­сивно, если ее растяжение за счет конвективного движения воздуха совпадает с направлением действия электродина­мических сил (рубильник устанавливается так, что кривиз­на дуги обращена вверх). При отключении переменного тока дуга гасится за счет возникновения электрической прочности 200—220 В около каждого катода рубильника. В однофазной це­пи двухполюсный рубильник позволяет легко гасить дугус номинальным током при напряжении до 380 В. Од­нополюсный рубильник с одним разрывом надежно ра­ботает в цепи с напряжением до 220 В. Рубильники и переключатели с центральной рукояткой раз­решается применять только для отключения обесточен­ной цепи. При отключении цепей под нагрузкой дуга не должна воздействовать на руку.

Для рубильников и переключателей с боковой рукоят­кой или рычажным приводом отношение отключаемого то­ка к номинальному составляет 0,2 при постоянном напря­жении 220 В и 0,3 при переменном напряжении 380 В. При постоянном напряжении 440 и переменном 500 В указан­ные аппараты используются только для отключения обес­точенных цепей. Для увеличения отключающей способно­сти рубильник снабжается дугогасительной решеткой, при этом отключающая способность рубильников увеличивается.