Cтраница 3
Под принципом минимума напряжения дуги автор его понимает утверждение о том, что в цепи постоянного тока, содержащей дугу, этот вид разряда в газе устанавливается так, что для поддержания его требуется при данном, токе наименьшее напряжение. В настоящее время можно считать доказанным, что этот принцип не является точным законом, но он дает возможность сравнительно просто получить ряд приближенных соотношений, характеризующих поведение дуги в различных условиях. Эти соотношения во многих случаях оказываются близкими к получаемым на опыте. [31]
Экспериментально установлено, что при вихревой подаче холодного воздуха в плазмотрон дуга менее подвержена выносу на торец электрода. Лучший эффект дает закрутка воздуха в сторону вращения дуги под действием магнитного поля. Такое поведение дуги связано с тем, что за счет закрутки возникает градиент давления в холодном воздухе в направлении от внутреннего электрода к внешнему. Этот градиент уменьшает циркуляцию горячего газа, отчего уменьшаются скорости холодного воздуха у поверхности внутреннего электрода. [32]
Под действием нагревания окружающего воздуха и электродинамических сил дуга между горизонтальными электродами выдувается вверх и может погаснуть, достигнув критической длины. Вопрос о том, до какого расстояния может быть выброшена дуга до ее самопогасания имеет большое значение для работы разъединителей при отключении ими емкостных или индуктивных токов. Для характеристики поведения дуги при размыкании тока разъединителями введен термин выброс дуги. Так названо расстояние от середины промежутка между разомкнутыми контактами разъединителя до наиболее удаленной точки дуги. [33]
Выше было рассмотрено поведение электродуговой высокотемпературной - сверхзвуковой трубы. Основная трудность при анализе таких устройств возникает из-за неадиабатичности процессов течения, обусловленной необходимостью защиты стенок камеры от испарения. Было показано, что поведение дуги характеризуется тем, что большой теплоотвод от периферии дугового столба сочетается с высокой энтальпией в ядре. Проблемы использования высокоэнтальпийной струи в испытательной секции установки заключаются, во-первых, в выборе способа отвода тепла от стенки и, во-вторых, в способе сокращения времени, в течение которого горячий газ пребывает в системе между точкой генерации и точкой использования. [34]
При возрастании тока с увеличением излучающей области до размеров подэмиттерного участка напряжение на структуре практически не изменялось: прибор вел себя как низковольтный стабилизатор напряжения с параметрами ДД. С равнялся в среднем примерно 0 2 % / С. Описанная ситуация напоминает поведение дуги газового разряда. [35]
Уже са ма форма приведенного соотношения показывает, что погасание дуги в пределах сильноточного участка кривой § ( /) следует рассматривать как сложное событие, состоящее из дву. Одно из них, вероятность которого описывается первым множителем, нам уже известно из анализа явлений, происходящих при меньших токах. Из сопоставления ( 21) с ( 20) очевидно, что этот множитель представляет собой не что иное, как вероятность погасания дуги в ее переходной форме при токе / Л, соответствующем точке перелома кривой. Выяснить его физический смысл можно путем сопоставления всех особенностей поведения дуги в области токов 0 5 - 2 а, включая начинающееся при этих токах деление катодного пятна и постепенное вытеснение переходной формы дуги ее основной формой. Деление катодного пятна фактически означает, что на катоде какую-то часть времени или непрерывно существуют по крайней мере два автономных пятна, между которыми распределяется разрядный ток. Но при такой ситуации должны резко измениться как условия существования и распада самих пятен, так и механизм восстановления дуги. Во-первых, распад одного из пятен в этих условиях не может сопровождаться возникновением переходной формы дуги, которая не способна конкурировать с более устойчивой основной ее формой, поддерживаемой остающимся пятном. Вместе с тем исключается возможность восстановления распадающегося пятна. Во-вторых, при распаде одного из пятен его долю тока должны принимать на себя остающиеся пятна и, следовательно, этот распад, как правило, не должен сопровождаться погасанием дуги, а только лишь перераспределением тока между отдельными частями пятна. [36]
Выше был представлен подробный отчет о результатах комплексного исследования ртутной дуги, в программу которого входило большое количество разнородных опытов, сконцентрированных вокруг вопросов устойчивости дугового цикла. При ближайшем рассмотрении все эти кажущиеся не связанными друг с другом явления оказались лишь различными звеньями одной и той же цепи яв - лений внутренней неустойчивости дуги с ртутным катодом. Они наблюдались нами при любых условиях опыта, включая такие, при которых дуга данного типа должна была бы обладать максимальной устойчивостью, как, например, в разряде с кипящим катодом. Отмечавшиеся при этом изменения поведения дуги носили лишь количественный характер. Из этого следует заключить, что в основе рассмотренных явлений лежат глубокие причины, восходящие к самому механизму дугового разряда холодного типа, вследствие чего в данном случае можно с полным основанием говорить о внутренней неустойчивости дугового разряда. [37]
Напряжение и ток в электрической дуге связаны между собой совсем иначе, чем в твердых проводниках. В то время как падение напряжения на металлическом проводнике пропорционально току ( см. прямую линию KR на фиг. Первый пробой искрового промежутка начинается при сравнительно высоком напряжении зажигания ег и токе, равном нулю. Происходящее затем нарастание тока вызывает быстрое увеличение проводимости воздуха и, следовательно, уменьшение напряжения дуги. Такое своеобразное но сравнению с металлами поведение дуги обусловлено особым характером ее электропроводности. В твердых проводниках падение напряжения определяется главным образом плотностью тока; в дуге жо проводимость и даже площадь поперечного сечения изменяются вместе с током. [38]
Были получены многочисленные данные по изучению работы генераторов плазмы с дугой, обжатой стенками ( рис. VII. Для оценки возможностей таких плазматронов полученные результаты их исследования были скоррелированы, и они приводятся на рис. VII. Данные были получены для расходов газа от 6 до 14 5 г / сек при длинах промежуточной секции от 25 до 150 мм, токах от 200 до 1500 а и энтальпиях газа до 4400 ккал / кг. Показано, что для широкого диапазона изменения рабочих условий эффективность передачи энергии от дуги к газу зависит от силы тока, причем более высокие ее значения получены при малых токах. Вторым параметром, характеризующим поведение дуги, является средняя энергия, переданная газу на единице длины дуги, mh / L, где т - расход газа в кг / сек, h - средняя энтальпия газа в ккал / кг и L - суммарная длина промежуточной секции и анода в метрах. [39]
Положение дуги в отключающем устройстве обычно определяется при помощи высокоскоростной киносъемки. Промышленностью выпускаются высокоскоростные кинокамеры с частотой 108 кадров в секунду, использующие вращающиеся зеркала или иную технику преобразования изображения. Однако при проведении коммутационных испытаний съемка, как правило, производится с частотой, не превышающей 10000 кадров в секунду, на пленку 16 мм или с частотой до 20000 кадров в секунду при записи на пленку 8 мм. В промышленных испытательных лабораториях в качестве источника света при киносъемке почти всегда применяется свет, излучаемый самой дугой. Более сложные оптические системы с лазерными и им подобными излучателями используются обычно лишь при исследованиях в специализированных электрофизических лабораториях. Высокоскоростная цветная киносъемка, произведенная со скоростями порядка 10000 кадров в секунду, может дать разработчику коммутационной аппаратуры обширную и весьма полезную информацию о поведении дуги в выключателе высокого напряжения. [40]