42. Электрическая дуга отключения постоянного тока

П ри отключении электрической цепи в момент размыкания контактов на них появляется напряжение и возникает процесс ионизации, в результате которого происходит зажигание электрической дуги, при U=U_З. Вольт-амперная характеристика представлена слева.

R_Д зависит от интенсивности ионизирующих процессов, в результате которых при увеличении тока в цепи сопротивление дуги резко уменьшается в более значительной степени, чем увеличивается ток.

При уменьшении тока с высокой скоростью изменение напряжения на дуге происходит по зависимости, которая распролагается ниже, чем характеристика увеличения тока. При уменьшении тока интенсивность ионизации процессов снижается R_Д резко увеличивается и при напряжении U_Г происходит гашение дуги. Рассмотрим процессы устойчивого горения и гашения дуги постоянного тока на примере схемы с источником постоянного тока:

Р ассмотрим возможно ли устойчивое горение дуги в точке 2. Допустим i>i₂:

Если i<i₂:

Рассмотрим точку 1. Если i>i₁:

Если i<i₁:

Уменьшаем ток до i=0 (дуга гаснет).

То есть для гашения дуги постоянного тока необходимо, чтобы . Поэтому для гашения дуги нужно поднять вольт-амперную характеристику, чтобы выполнялось наше заданное условие.

При гашении дуги постоянного тока нельзя применять сильные деионизирующие средства, так как при

43. Электрическая дуга переменного тока

Вольт-амперная характеристика дуги переменного тока (слева):

С увеличением тока до максимального значения ионизация резко увеличивается и падение напряжения на дуге падает. Прм уменьшении тока интенсивность ионизации уменьшается, сопротивление R_Д увеличивается и падение напряжения равно U_Г происходит гашение дуги. Если развернуть вольт-амперную характеристику во времени, то (рисунок справа):

П ри анализе осцилограм дуги переменного тока установлено, что в момент времени близкие к переходу тока через ноль дуга обрывается. Это же имеет место и в начале следующего полупериода (t_К=10-100 мкс). Таким образом в момент времени, когда ток приходит к нулю, дуга гаснет и ток обрывается. Это же имеет место вначале следующего полупериода. В результате бестоковой паузы на контактах выключателя одновременно идут два процесса: во-первых растет электрическая прочность промежутка; во-вторых восстанавливается напряжение источника.

Результат зависит от соотношения указанных процессов. Если скорость восстановления напряжения высокая и превышает скорость восстановления электрической прочности промежутка, то в какай-то промежуток времени происходит повторное зажигание дуги. Она продолжает гореть еще полупериод, и ситуация повторяется, но уже при большем расстоянии между контактами, при котором процесс гашения облегчается.

К ривая 1 изображает рост электрической прочности дугового промежутка, а 2 – возвращение напряжения источника тока генератора. Если восстановление напряжения растет быстрее, чем восстанавливается прочность (рис. а)), то дуговой промежуток пробивается и дуга загорается. Если же эл. прочность растет быстрее (рис. б)) и 1 лежит выше кривой 2, то кривые не пересекаются, т.е. дуговой промежуток не пробивается, и дуга гаснет. Для погасания эл. дуги линия 1 не должна пересекаться с кривой восстановления напряжения.