Условия гашения дуги постоянного тока

Физические основы горения дуги. При размыкании контактов электрического аппарата вследствие ионизации пространства между ними возникает электрическая дуга. Промежуток между контактами при этом остается проводящим и прохождение тока по цепи не прекращается.

Чтобы погасить дугу постоянного тока, необходимо создать такие условия, при которых в дуговом промежутке при всех значениях тока от начального до нулевого процессы деионизации превосходили бы процессы ионизации.

Коммутирующие свойства аппарата описывает его ВАХ, представляющая собой зависимость напряжения на дуге от тока. U=i·Rд. С ростом тока i увеличивается температу­ра дуги, усиливается термическая ионизация и падает эл. сопротивление дуги Rд.

При увеличении тока сопротивление дуги уменьшается так резко, что напряжение на ней падает, несмотря на рост тока

ВАХ дуги, снятая при медленном изменении тока, на­зывается статической. Вольт-амперные характеристики полученные при быстром изменении тока до нуля, называются динамическими

Она зависит от расстоя­ния между электродами (длины дуги), материала электродов, параметров среды и условий охлаждения. Напря­жение на дуге u _Д можно рассматривать как сумму околоэлектродных падений напряжения u_э и падения напряже­ния в столбе дуги:

u _Д = u_э + Е_пl

где Е_п — напряженность электрического поля в столбе дуги; l — длина столба дуги.

Величина Еп зависит от тока и условий горения дуги. Статические ВАХ дуги изображены на рис. Чем боль­ше длина дуги, тем выше лежит ее статическая ВАХ. С ро­стом давления среды, в которой горит дуга, также увели­чивается напряженность Еи и ВАХ поднимается.

Охлаждение дуги существенно влияет на ВАХ. Чем ин­тенсивнее охлаждение дуги, тем большая мощность от нее отводится. При этом должна возрасти мощность, выделя­емая дугой. Поскольку при заданном токе это возможно за счет увеличения напряжения на дуге, то ВАХ поднимается, что широко используется в ДУ.

Напряжение Uг, при котором дуга гаснет, называют напряжением гашения. Оно всегда меньше напряжения зажигания вследствие повышения температуры контактов и увеличения проводимости межконтактного промежутка. Чем больше скорость снижения тока, тем меньше напряжение гашения дуги в момент прекращения тока.

Условия гашения дуги постоянного тока зависят не только от ее вольт-амперной характеристики, но и от параметров электрической цепи (напряжение, ток, сопротивление и индуктивность), которую включают и отключают контакты аппарата. Для гашения дуги необходимо, чтобы количество энергии, подводимой к дуге, было меньше количества тепла, отводи­мого от нее. При отключении цепи с большой индуктив­ностью выделяемую в дуге электромагнитную энергию необходимо отвести охлаждением. В связи с этим, чем больше индуктивность цепи и отключаемый ток, тем труднее отключить цепь.

Для гашения электрической дуги необходимо создать условия, при которых падение напряжения на дуге превосходило бы напряжение сети. Основным средством повышения падения напряжения в дуге является увеличение длины дуги. При размыкании цепей низкого напряжения со сравнительно небольшими токами гашение обеспечивается соответствующим выбором раствора контактов, между которыми возникает дуга. В этом случае дуга гаснет без каких-либо дополнительных устройств. Для контактов, разрывающих силовые цепи, необходимая для гашения длина дуги настолько велика, что практически осуществить такой раствор контактов уже не представляется возможным. В таких электрических аппаратах устанавливают специальные дугогасительные устройства

1. для гашения дуги постоянного тока необходимо создать такие условия, при которых ток упал бы до нуля

2. увеличение длины дуги.

3. специальные дугогасительные устройства