Способы гашения дуги
Здесь следует выделить:
применение для контактов тугоплавких металлов, сплавов, включая металлокерамику, (происходит уменьшение количества паров металла в дуге);
увеличение «раствора» контактов (увеличивается величина пробивного напряжения между контакт-деталями);
расположение контактов в среде с большой теплоемкостью или конвекцией (охлаждение дуги);
применение дугогасительных устройств;
расположение контактов в вакууме (минимизация количества заряженных частиц в дуге).
Почти все способы мы рассмотрели ранее, кроме специальных дугогасительных устройств, к которым относится магнитное и воздушное дутье с большой скоростью, воздействующие на столб дуги, а также дугогасительные камеры или решетки.
Магнитное и воздушное дутье вызывает перемещение столба дуги в пространстве и интенсивное охлаждение дуги. Если воздушное дутье приводит к увеличению давления в дуге и выдуванию дуги из под контактов, то магнитное дутье способствует перемещению дуги за счет действия выталкивающей силы «F» в магнитном поле на проводник, которым является сама дуга.
Рисунок 9 – Магнитное дутье
Для организации магнитного дутья используется либо постоянный магнит, либо электромагнит из нескольких витков, расположенный около размыкающих контактов.
Рисунок 10 – Дугогасительная проводящая решетка
На рисунке 10: 1 – неподвижный контакт; 2 – подвижный контакт; 3 – стальные пластины, образующие решетку; 4 – провода.
Дуга под действием электродинамических сил и нагретого воздуха затягивается в пространство между стальными пластинами и делится на ряд коротких дуг, интенсивно охлаждаемых. Одновременно уменьшается напряженность электрического поля между отдельными дугами.
Вместо стальных пластин решетка может быть набрана изоляционными пластинами, расположенными чуть выше контактов, где возможно возникновение дуги. Здесь дуга за счет нагретого воздуха затягивается в пространство между изоляционными пластинами и удлиняется, что тоже способствует охлаждению дуги. Одновременно происходит изолирование одной дуги от другой.
Способы искрогашения
Искрение может привести к возникновению или возобновлению дуги. Если же это не происходит, то способствует эрозии контактов и в ряде случаев (отключение цепей индуктивности) перенапряжению при отключении цепи. Само перенапряжение может вызывать появление искры и далее дуги.
Для искрогашения используют схемы искрогашения, защиту от перенапряжения или специальные конструкции контактов.
5. Схемы искрогашения
Для искрогашения используются три основные схемы: схема шунтирования нагрузки емкостью с сопротивлением (рисунок 11), где Сш и Rш – емкость и активное сопротивление шунта; схема шунтирования контактов (рисунок 12); схема шунтирования нагрузки диодом (рисунок 13). При разрыве контактов «К» в схеме на рисунке 11 возникает переходный ток i, что не дает возможности появиться перенапряжению между контакт-деталями и, соответственно, искре. В схеме на рисунке 12 ток переходного процесса i протекает при разрыве контактов «К» через источник, исключая появление искры между контакт-деталями.
Рисунок 11 – Схема шунтирования нагрузки
Рисунок 12 – Схема с шунтированием контактов
На рисунке 13 вместо R-C цепочки для шунтирования нагрузки использован диод, включенный в цепь в обратном направлении. Явления аналогичны процессу на рисунке 11.
Рисунок 13 – Схема шунтирования нагрузки диодом