Причины образования электрической дуги и способы дугогашения

На примере контактора ПК-163.

При снятии питания с катушки вентиля линейного контактора начинают размыкаться его главные (силовые) контакты. При этом происходит процесс, обратный «притиранию», что в какой-то момент значительно уменьшает площадь соприкосновения контактов. К тому же, в момент начала их расхождения контактов сила их нажатия друг на друга падает до нуля. Всё это вызывает значительное увеличение переходного сопротивления между контактами и, следовательно, их сильный нагрев.

В результате нагревается и ионизируется окружающий воздух, котрорый становится проводником тока, поэтому при расхождении контактов между ними возникает электрическая дуга, которая затем перекидывается на дугогасительные рога. Возникшая дуга дополнительно ионизирует окружающий воздух, увеличивая его проводимость, а это, в свою очередь, приводит к ещё большему увеличению дуги. Иными словами, происходит лавинообразный процесс, при котором дуга постоянно усиливается.

Если возникшую дугу быстро не погасить, то это может привести к разрушению контактора, «перекидыванию» дуги на пальцы блокировочных контактов, а значит, к попаданию высокого напряжения в цепи управления поезда (при этом сработает РП с одновременным срабатыванием А54).

ЭДС самоиндукции, возникающая при разрыве цепи с большой индуктивностью*, также вызывает образование электрической дуги.

Существуют несколько способов погасить возникшую дугу:

• Размыкание контактов в масле (для плавких предохранителей – в песке).

• Растягивание дуги с одновременным её охлаждением (деионизация дуги).

• Выдувание дуги сжатым воздухом или газом (деионизация дуги).
• Так называемое, «магнитное дутьё», - этот способ используется для дугогашения в контакторах вагонов метрополитена.

При этом способе дугогашения возникшая между контактами дуга перекидывается на верхний и нижний дугогасительные рога, тем самым удлиняется, становится тоньше и попадает в магнитное поле дугогасительной катушки. Так как дуга - это проводник с током, то вокруг неё также образуется магнитное поле. В результате взаимодействия магнитных полей дуги и катушки возникает выталкивающая сила, направление которой определяется по правилу Левой руки. При этом дуга выталкивается в дугогасительную камеру, дополнительно растягиваясь, и затем разрывается «гребёнками» камеры, как морские волны волнорезом. После разрыва дуги электрическая цепь обесточивается и фрагменты дуги гаснут.

Обозначение дугогасительной

катушки в схемах.

*Например, цепь 1 поездного провода в режиме Ход-3 запитывает одновременно 48 катушек (8 вагонов). При снятии с них питания наводится большая ЭДС самоиндукции, приводящая к образовании дуги. Так как кулачки ЭУ5 в таких условиях работать не могут, то дугогасительное устройство установлено на Р1-5. По той же причине в качестве кулачка У2 установлен кулачковый элемент КЭ-48 с дугогасительным устройством.

Обмотки якорей, обмотки возбуждения тяговых двигателей и индуктивный шунт также обладают большой индуктавностью, то есть, способностью вырабатывать ЭДС самоиндукции.