Соприкосновение - дуга
Cтраница 4
Термоэлектронная эмиссия имеет место при горении дуги. Большая плотность тока в дуге определяет высокую температуру ее канала как в газе, так и на электродах. В месте соприкосновения дуги с металлом ( в катодном пятне) температура достигает нескольких тысяч градусов. [46]
В камерах на рис. 16 - 2, а, б, в, имеющих широкие щели, не применено никаких дополнительных мер к ограничению размеров дуги и ее пламени. В камере на рис. 16 - 2, г для этого служат поперечные перегородки 8, которые делят щель камеры на ряд участков. Двигаясь под действием магнитного поля, дуга должна огибать эти перегородки и образовывать петли, что приводит к значительному удлинению дуги внутри камеры. Соприкосновение дуги с перегородками вызывает усиленную ее деионизацию. Отключающая способность камеры повышается. Несколько снижаются размеры дуги и ее пламени при отключении цепей с относительно небольшой индуктивностью. При отключении цепей с большими индуктивностями петли дуги, выйдя из камеры, перемыкаются и образуют общую петлю. Ограничение размеров дуги и ее пламени за пределами камеры в этом случае не достигается. [47]
В щели сохраняется незначительное количество масла, которого может оказаться недостаточно для гашения дуги. При передвижении дуги в глубь щели в резервуарах, образованных пластинами б, скапливаются газы. Когда ток в дуге уменьшается до нуля и давление в зоне дуги снижается, газы, находящиеся в этих резервуарах, вырываются и смешиваются с ионизированными газами, окружающими дугу, что способствует ее гашению. Соприкосновение дуги с холодными стенками щели ускоряет охлаждение дуги и тем самым также способствует ее быстрому гашению. [48]
В камерах на рис. 19 - 2, а, б, в, имеющих широкие щели, не применено никаких дополнительных мер к ограничению размеров дуги и ее пламени. В камере на рис. 19 - 2, г для этого служат поперечные перегородки 8, которые делят щель камеры на ряд участков. Двигаясь под действием магнитного поля, дуга должна огибать эти перегородки и образовывать петли, что приводит к значительному удлинению дуги внутри камеры. Соприкосновение дуги с перегородками вызывает усиленную ее деионизацию. Отключающая способность камеры повышается. Несколько снижаются размеры дуги и ее пламени при отключении цепей с относительно небольшой индуктивностью. При отключении цепей с большими индуктивностями петли дуги, выйдя из камеры, перемыкаются и образуют общую петлю. Ограничения размеров дуги и ее пламени за пределами камеры в этом случае не достигается. Воздушные мешки 9 в устройствах, изображенных на рис. 19 - 2, д и в, предназначены для ускорения движения дуги. Магнитное дутье здесь сосредоточено на ограниченном участке камеры. Опорные точки дуги очень быстро загоняются в узкое пространство - воздушные мешки. Высокая температура дуги должна вызвать разогревание находящегося в мешке воздуха и повышение давления в нем. Разогретые газы, выбрасываясь из мешка, обдувают дугу и заставляют ее двигаться с большой скоростью, способствуя ее гашению. Эффективность этого дутья, однако, резко падает, как только дуга выходит за пределы камеры. Здесь дуга практически растягивается только за счет электродинамических сил контура тока. Размеры дуги и ее пламени за пределами камеры очень велики, время гашения большое. Медленное гашение дуги после выхода ее из камеры приводит к небольшим перенапряжениям в момент погасания дуги, что является достоинством системы. [49]
В камерах ( рис. 19 - 3, а 6 в), имеющих широкие щели, не принято никаких дополнительных мер к ограничению размеров дуги и ее пламени. В камере ( рис. 19 - 3, г) этому служат поперечные перегородки 8, которые делят щель камеры на ряд участков. Двигаясь под действием магнитного поля, дуга должна огибать эти перегородки и образовывать петли, что приводит к значительному удлинению дуги внутри камеры. Соприкосновение дуги с перегородками вызывает усиленную ее деио-низацию. Отключающая способность камеры повышается. Несколько снижаются размеры дуги и ее пламени при отключении цепей с относительно небольшой индуктивностью. При отключении цепей с большими индуктивностями петли дуги, выйдя из камеры, перемыкаются и образуют общую петлю. Ограничения размеров дуги и ее пламени за пределами камеры в этом случае не достигается. [50]
 |
Примеры [ крепления [ подвижного контакта. а и б - вращение на призме. в - вращение на оси. [51] |
В камерах ( рис. 16 - 3, а, б, в), имеющих широкие щели, не принято никаких дополнительных мер к ограничению размеров дуги и ее пламени. В камере ( рис. 16 - 3, г) этому служат поперечные перегородки 7, которые делят щель камеры на ряд участков. Двигаясь под действием магнитного поля, дуга должна огибать эти перегородки и образовывать петли, что приводит к значительному удлинению дуги внутри камеры. Соприкосновение дуги с перегородками вызывает усиленную ее деионизацию. Отключающая способность камеры повышается. Несколько снижаются размеры дуги и ее пламени при отключении цепей с относительно небольшой индуктивностью. При отключении цепей с большими индуктивно-стями петли дуги, выйдя из камеры, перемыкаются и образуют общую петлю. Ограничения размеров дуги и ее пламени за пределами камеры в этом случае не достигается. [52]
По мере движения дуги вверх она затягивается в узкую зигзагообразную щель керамической решетки, образуемую вырезами в пластинах и промежутками между ними. Описание дугогасительной решетки приведено ниже. Продвигаясь в зазорах между пластинами, дуга изгибается, что дает возможность при сравнительно небольших размерах камеры значительно растянуть дугу. В узком зигзагообразном канале керамической решетки происходит тесное соприкосновение дуги с поверхностью пластин, в результате чего дуга отдает пластинам значительную часть своей тепловой энергии. При подходе тока к нулевому значению происходит интенсивное охлаждение дуговой среды; столб дуги деионизируется, и она гаснет. [53]
Дугогасительные устройства тяговых предохранителей бывают двух видов. В одних для гашения дуги используют се движение по нормали к ее оси под действием электродинамических сил, подобно рассмотренным в гл. В других используют удлинение дуги вдоль ее осп без перемещения по нормали при одновременном активном использовании приемов деионизации, способствующих резкому увеличению градиента в стволе дуги. Эти приемы заключаются в интенсивном обдувании дуги холодными и нейтральными газами, увеличении поверхности соприкосновения дуги с нейтральной и холодной средой, повышении давления газовой среды, в которой образуется дуга. Одновременно увеличивается теплопроводность газа. Предохранители с дугогаситель-ными устройствами, использующими эти приемы гашения дуги, часто называют трубчатыми, поскольку их основой является трубка из изоляционного материала. [54]
 |
Схема дугога-сительной камеры с полым неподвижным контактом и масляными карманами. [55] |
Вследствие того, что вытекание масла из карманов затруднено, газовый пузырь образуется в основном только в центральном цилиндрическом пространстве. Это обстоятельство обеспечивает тесное соприкосновение между дугой и поверхностью масла, заключенного в карманах. При этом образуется большое количество газов, которые имеют выход только через отверстие в неподвижном контакте. В отличие от простейшей камеры ( рис. 1), в которой после прорыва газов из выходного отверстия перепад давления быстро уменьшается, в этой камере перепад продолжает поддерживаться достаточно большим благодаря продолжающемуся тесному соприкосновению дуги с маслом и увеличению ее длины по мере движения контакта вниз. [56]
 |
Градиент напряжения дуги в продольных щелях ( данные автора и открытой Отрезками А Б обозначены критические токи. [57] |
Наличие ребер и уширений мало влияет на скорость движения дуги. Значение же продольного градиента напряжения зависит от числа ребер и формы уширений. Наличие прорезей ( ребер) повышает напряжение на дуге по сравнению с тем, что имеет место в щели с плоскопараллельными стенками. Зажатая и деформированная в узкой щели дуга будет давить на стенки и, при наличии прорези в стенке ( уширения в щели), вдавливаться в промежуток, образованный прорезью. Деформация ствола дуги, вызванная наличием прорези, приводит, во-первых, к увеличению площади соприкосновения дуги с холодными стенками камеры; во-вторых ( и это, видимо, главное), ребра, образующие прорезь, проникают внутрь дуги и способствуют ее интенсивному охлаждению. Указанные обстоятельства приводят к местному повышению градиента напряжения. [58]
Не вызывает сомнений тот факт, что по мере дальнейшего совершенствования дугогасительных систем выключателей, по всей вероятности, удалось бы создать одноразрывное дугогаси-тельное устройство на сверхвысокие параметры по напряжению, которое оказалось бы в состоянии отключать цепь без повторных пробоев. Однако в практике высоковольтного аппарато-строения принято идти по несколько иному пути. Когда требуется, чтобы выключатель коммутировал цепь без повторных пробоев в сетях с напряжением выше 66 кВ, его дугогасительное устройство просто выполняют многоразрывным, состоящим из ряда последовательно соединенных коммутирующих камер. Либо последние оснащают параллельно подключенными шунтирующими резисторами. Весьма эффективно повышается деиони-зация дугового промежутка в масляном выключателе с принудительной инжекцией масла, что объясняется более тесным соприкосновением дуги с холодным маслом. Вдобавок, впрыснутое в межконтактный промежуток масло обволакивает коммутирующие контакты либо, по крайней мере, создает там зону повышенного давления газа, что значительно повышает изоляционную прочность выключателя, создавая благоприятные условия для успешного отключения цепи без повторных пробоев. [59]
Для приготовления сплавов RCo5 может быть использован также дуговой способ плавки. Он основан на использовании водоохлаждаемых постоянных электродов. Наконечником электрода является стержень, изготовленный из вольфрама с добавками окиси тория ThO2 или из монокристаллического вольфрама. Второй электрод представляет собой водоохлаждаемую медную плиту с лунками или чашу - тигель. Дуга зажигается при соприкосновении электродов и имеет по высоте и сечению размеры в несколько сантиметров. Температура в месте соприкосновения дуги и шихты при получении сплавов R-Co достигает 2000 - 3000 К. [60]
Страницы: 1 2 3 4 5