Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Методы гашения электрической дуги переменного тока

Процессы ионизации и деионизации электрической дуги перемен­ного тока аналогичны таким же процессам дуги постоянного тока, условия же гашения дуги имеют существенные отличия. В дуге постоянного тока уменьшение тока до нуля всегда осуществляется принудительно при достаточно интенсивной деионизации дугового промежутка. При переменном же токе ток в дуге через каждый nолуnериод проходит через нуль самостоятельно независимо от степени ионизации дугового промежутка. Поскольку ток переменный, ток дуги изменяется не только по величине, но и по знаку, что видно из приближенной вольт-амперной характеристики дуги за один период переменного тока (рис. 7.3, а). В верхней части характеристики изображено изменение тока дуги за первую половину периода, в нижней - за вторую. Стрел­ки указывают направление изменения тока, точки А и Б - напряже­ния дуги, соответствующие амплитудам переменного тока, U_В и U_Г ­- напряжения зажигания и гашения дуги.

Рисунок 7.3. а-вольтамперная характеристика электрической дуги переменного тока; б- кривая изменения тока и напряжения дуги

Напряжение на дуге имеет седлообразную форму. В начале первого полупериода оно возрастает (рис. 7.3, б) до значения U_З, а после зажи­гания до середины полупериода уменьшается, что соответствует наибольшей ионизации дугового промежутка и соответственно наиболь­шему значению тока дуги. К концу полупериода напряжение дуги опять увеличивается до значения U_Г вследствие уменьшения иони­зации и увеличения сопротивления дугового промежутка. Во второй полупериод после перехода через нуль процесс повторяется, но с противоположным знаком. Дугу переменного тока можно погасить двумя способами: в середине полупериода принудительным уменьшением тока до нуля; в конце полупериода в один из моментов естественного перехода тока через нуль, когда дуга самостоятельно погаснет на время бестоковой паузы. В первом случае процесс гашения дуги совер­шенно аналогичен процессу гашения дуги постоянного тока; он со­провождается большими перенапряжениями и для переменного тока не применяется. Во втором случае условия гашения дуги являются бо­лее легкими, так как при прохождении тока через нуль дуга гаснет самостоятельно независимо от степени ионизации дугового промежутка, и задача гашения дуги сводится к тому, чтобы не допустить ее по­вторного зажигания. Величина тока становится очень малой несколь­ко раньше момента естественного перехода синусоиды через нуль; такое же явление имеет место и после прохождения через нуль. Поэтому считают, что ток в дуге отсутствует в течение некоторого ко­нечного времени t_вп, представляющего бест6ковую паузу. Длитель­ность бестоковой паузы t_БП лежит в пределах от нескольких десятков до нескольких сотен микросекунд и зависит от скорости деионизации дугового промежутка и вида нагрузки цепи (R, L, С). За очень корот­кий отрезок времени бестоковой паузы развиваются процессы, имею­щие решающее значение для гашения дуги. В течение t_вп подвод энергии к дуге прекращается, резко снижается температура дуги (до 3500-4000⁰С) и термическая ионизация исчезает, идет интенсив­ный процесс деионизации и возрастания сопротивления столба дуги, особенно около катода. Около катодное пространство почти мгновенно (~0,1 мкс) приобретает высокую электрическую прочность. Но од­новременно на расходящихся контактах восстанавливается синусои­дальное напряжение, которое стремится пробить деионизированный промежуток и зажечь дугу. Возникнет ли новое зажигание или дуга останется погашенной, это зависит от скорости развития этих противо­положных процессов в дуговом промежутке, т. е. от того, что будет преобладать - скорость деионизации или скорость восстановления напряжения. Условия повторного зажигания дуги в зависимости от процессов, развивающихся в дуговом промежутке за время t_ВП (см. рис. 7.3, б), изображены на рис. 2, в и г, где А и К - расходящие­ся контакты; 1 - кривая роста электрической прочности дугового промежутка; 2 - синусоида восстанавливающегося напряжения U_В на контактах А и К, поступающего от источника питания; U_З - на­пряжение, необходимое для зажигания дуги в зависимости от расстоя­ния между контактами и степени деионизации лугового промежутка. На рис. 7.3 видно, что восстанавливающееся напряжение растет быстрее электрической прочности; кривые 1 и 2 пересекаются, т. е. дуговой промежуток пробивается, и дуга зажигается повторно. Напря­жение на дуговом промежутке опять изменяется седлообразно и дли­тельность горения дуги увеличивается по крайней мере еще на один полупериод. На рис. 7.3 кривая электрической прочности 1 идет круче кривой 2, эти кривые не пересекаются, дуговой промежуток не пробивается, так как восстанавливающееся напряжение U_В меньше напряжения зажигания U_З, и дуга гаснет окончательно.

Контрольные вопросы:

1. Где и как возникает электрическая дуга?

2. Какие два процеса происходят когда возникает электрическая дуга?