СПОСОБЫ ГАШЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ДУГИ.

В коммутационных аппаратах используют различные способы гашения дуги.

Удлинение дуги. При расхождении контактов в процессе отключения электрической цепи возникшая дуга растягивается. При этом улучшаются условия охлаждения дуги, так как увеличи­вается ее поверхность и для горения требуется большее напряже­ние.

Деление длинной дуги на ряд коротких дуг. Если дугу, обра­зовавшуюся при размыкании контактов, разделить на К коротких дуг, например затянув ее в металлическую решетку, то она погас­нет при условии

и < 1<и_к. а, (9.2)

где U — напряжение сети; U_K, _а — сумма катодного и анодного падения напря­жения (150 ... 250 В для дуги переменного тока).

Эффект гашения определяется тем, что каждый отрезок дуги, разделенной на К частей, между соседними пластинами решетки будет иметь свои катоды и аноды, около которых существуют об­ласти пониженной проводимости. Поэтому при определенном значении К значение восстанавливающегося напряжения окажется меньше, чем требуемое для того, чтобы пробить К дуговых проме-

жутков, и после прохождения тока через нуль дуга погаснет. Число пластин в решетке, при котором гаснет дуга, определя­ется соотношением К >U/U_K._&.

Дуга обычно затягивается в металлическую решетку под воз­действием электромагнитного поля, наводимого в пластинах решетки вихревыми токами (рис. 9.5, а). Этот способ гашения дуги широко используется в коммутационных аппаратах на напряжение ниже 1 кВ, в частности в автоматических воздушных выключате­лях.

Охлаждение дуги в узких щелях. Гашение дуги в малом объеме облегчается. Поэтому в коммутационных аппаратах широко используют дугогасительные камеры с продольными щелями (ось такой щели совпадает по направлению с осью ствола дуги). Такая щель обычно образуется в камерах из изоляционных дугостойких материалов (рис. 9.5, б). Благодаря соприкосновению дуги с холод­ными поверхностями происходят ее интенсивное охлаждение, диф­фузия заряженных частиц в окружающую среду и соответственно быстрая деионизация. Кроме щелей с плоскопараллельными стенками, применяют также щели с ребрами, выступами, расши­рениями (карманами). Все это приводит к деформации ствола дуги И способствует увеличению площади соприкосновения ее с холод­ными стенками камеры. Втягивание дуги в узкие щели обычно происходит под действием магнитного поля, взаимодействующего С дугой, которая может рассматриваться как проводник с током. Внешнее магнитное поле для перемещения дуги наиболее часто обеспечивают за счет катушки, включаемой последовательно с контактами, между которыми возникает дуга. Гашение дуги в узких щелях используют в аппаратах на все напряжения.

Гашение дуги высоким давлением. Прц неизменной темпера­туре степень ионизации газа падает с ростом давления, при этом возрастает теплопроводность газа. При прочих равных условиях это приводит к усиленному охлаждению дуги. Гашение дуги при помощи высокого давления, создаваемого самой же дугой в плотно закрытых камерах, широко используется в плавких предохрани­телях и ряде других аппаратов.

Гашение дуги в масле. Если контакты выключателя помещены в масло, то возникающая при их размыкании дуга приводит к интенсивному испарению масла. В результате вокруг дуги обра­зуется газовый пузырь (оболочка), состоящий в основном из водо-

рода (70...80 %), а также паров масла. Выделяемые газы с большой скоростью проникают непосредственно в зону ствола дуги, вызы­вают перемешивание холодного и горячего газа в пузыре, обеспе­чивают интенсивное охлаждение и соответственно деионизацию дугового промежутка. Кроме того,

деионизирующую способность газов повышает создаваемое при быстром разложении масла давле­ние внутри пузыря.

Интенсивность процесса гашения дуги в масле тем выше, чем ближе соприкасается дуга с маслом и быстрее движется масло по отношению к дуге. Учитывая это, дуговой разрыв ограничивают замкнутым изоляционным устройством — дугогасительной каме­рой. В этих камерах создается более тесное соприкосновение масла с дугой, а при помощи изоляционных пластин и выхлопных отверстий образуются рабочие каналы, по которым происходит движение масла и газов, обеспечивая интенсивное обдувание (дутье) дуги.

Дугогасительные камеры по принципу действия разделяют на три основные группы: с автодутьем, когда высокие давление и скорость движения газа в зоне дуги создаются за счет выделяю­щейся в дуге энергии; с принудительным масляным дутьем при помощи специальных нагнетающих гидравлических механизмов; с магнитным гашением в масле, когда дуга под действием магнит­ного поля перемещается в узкие щели.