Восстановление напряжения на контактах

Процессы восстановления напряжения и электрической прочности промежутка взаимосвязаны, и эта взаимосвязь довольно сложна и еще недостаточно изучена.

На рис. 5-14 показан процесс восстановления напряжения при идеализированном выключателе. Было принято, что напряжение на дуге равно нулю, а после перехода тока через нуль сопротивление промежутка становится сразу равным бесконечности. При таком предположении восстановление напряжения на выключателе начинается с нуля, а не с пика гашения Ur, и на затухание восстанавливающегося напряжения влияют только параметры цепи. Частота и амплитуда колебаний переходного процесса определяются индуктивностью L, емкостью С и сопротивлением R источника тока и цепи. Частота колебательного процесса равна

и лежит в пределах тысяч герц.

В действительности восстанавливающееся напряжение зависит не только от R, L и С цепи, но и от остаточной проводимости самого межконтактного промежутка. Последняя зависит от свойств дугогасительных устройств, которые весьма разнообразны. В общем случае процесс восстановления напряжения на контактах может иметь апериодический или периодический характер, схематично показанный на рис. 5-15.

Рис. 5-15. Процессы при восстановлении напряжения на дуговом промежутке

На рис. 5-15, а и б ток взят отстающим от ЭДС на 90°, что весьма близко к реальным условиям при коротких замыканиях в сетях переменного тока. При апериодическом процессе максимальное значение восстанавливающегося напряжения не может быть выше ЭДС источника. При периодическом процессе Uвмах практически не превосходит 2Еm. Ввиду большой разности частоты переходного процесса и частоты сети (50 Гц) ЭДС сети за время переход процесса можно считать постоянной. Весь процесс восстановления напряжения составляет десятки (сотни) микросекунд.

Возьмем второй крайний случай — отключение активной цепи: L->0; (\ Здесь ток совпадает по фазе с ЭДС (рис. 5-15, в). Ток и ЭДС переходят через нуль одновременно, восстанавливающееся напряжение на контактах нарастает нуля с частотой сети. Тем самым отключение активной нагрузки происходит существенно легче, чем индуктивной.