Перенапряжения при гашении дуги постоянного тока. Причина перенапряжений. Способы снижения перенапряжений

На контактах ЭА появляются U, которые могут в 10 раз ↑ Uс. Эти U могут пробить межконтактный промежуток, п.п. приборы, изоляцию и привести к аварийному режиму.

ПереU хар-ся к-том перенапряжения К_п= U_к.max/ U_с=1+ ΔU_п/ U_с, где U_к.max – maкс. мгновенное U на контактах при гашении дуги.

U_к.max= U_г, где U_г – напряжение гашения.

ΔU_п=U_г-U_с - перенапряжение при отключении цепи.

Ур-е U в момент откл-я: U_с=iR+U_д+ Ldi/dt│_i=0. ΔU_п= U_г-U_с= -Ldi/dt. Т.о.:

1) переU обусловлены противо ЭДС, которая наводится в L отключаемой цепи и равняется ΔUп=-Ldi/dt.

2) Противо ЭДС ис ходя из закона Ленца действует согласно с U_сети, т.е. складывается с ним и тем самым вызывает переU.

3) di/dt│_i=0 зависит от эффективности ДУ. Откл-е цепи с мощным ДУ может привести к очень большой скорости падения тока, что приведет к ↑ переU (рис.3.4).

4) Коммутация активной цепи не сопровождается переU.

На рис.3.4 классический вид типичных осциллограмм I_k,U_k при отключении цепи постоянного тока.

Способы снижения перенапряжений.

1) конструктивный способ, применяется на стадии разработки ДУ. Оптимальным решением противоречия явл-ся создание такого ДУ, которое обеспечивает >di/dt в начальный момент гашения дуги(с целью↓tд) и малое di/dt в конце дугогашения, когда I подходит к 0. ДУ будет обеспечивать оптимальное дугогашение, если ВАХ дуги горящей в ДУ будет в начальный момент сущ-но превышать л.н., а в конце чуть-чуть. Из ВАХ (рис.3.5) целесообразна под номером 1.

Такую ВАХ обеспечивает ДК (камера), выполненная в виде узкой щели, между стенками из жаропрочной керамики.θ_ст↓- ОТИ↓- R_ст.д↑-U_д↑- ΔU_д↑↑.

2)Схемный способ↓переU: применяется при эксплуатации готовых ЭА. Основные схемы позволяющие↓переU

Схема а) Нагрузка шунтируется (R_ш).

ПереU↓ т.к. создаётся КЗ-контур, по которому будет протекать ток от наведенной ЭДС.

Недост.: ↑ I_к через замкн. контакты, дополнит.потери в Rш.

Схема б) Вместо R_ш - диод. Недост.: соблюдение полярности.

Схема в) Неполярная схема: R_ш - обеспечивает усл-я, чтобы контур превратился из колебательного в апериодический. Rн+ Rш>2 :

- (// с RL): С=(0,2-2)мкФ, Rш=(50-100)Ом.

- (// с контактами): С=(0,2-2)мкФ, R_ш- ограничивает разрядный ток конденса-ра. R_ш= (100-500)Ом.

Схема г) Применяется при ↓ переU в высоковольтных цепях, где конд-р выбрать сложно. R_ш и ВК – вспомогательные контакты, которые размыкаются с запздыванием относительно ГК (маломощные т.к.↓ I), I_к= U_с/(R_н+R_ш) – ток через ВК.