ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
совершается, когда мгновенное значение тока составляет несколько килоампер, что при отключении токов короткого
замыкания происходит за 400 … 500 мкс до нуля тока в зависимости от параметров цепи коммутации и содержания
апериодической составляющей. Это время оказывается достаточным для того, чтобы сильно нагретый дугой поверхностный
слой контактов успел охладиться до температуры, при которой давление паров металла в дуговом промежутке достаточно
мало, что приводит к формированию окончательной стадии отключения дуги в диффузном состоянии.
За время, прошедшее с момента изобретения спиральных лепестковых контактов, было предложено множество их
модификаций, отличающихся по конструктивному исполнению. В некоторых случаях соприкосновение контактов во
включённом положении происходит в центре, а в других – по кольцевому выступу, диаметр которого выбирается равным
примерно трети внешнего диаметра контакта, так что радиально направленные усилия от образующегося, благодаря
выступам, контура тока появляются сразу же после размыкания контактов и возникновения между ними дуги. Вместе с тем
пока что мало доказательств того, что подобного рода усовершенствования действительно оказывают существенное влияние
на характер отключения дугогасительного устройства, что, по-видимому, объясняется в большинстве случаев наличием
довольно сильных внешних магнитных полей, заметно искажающих магнитное поле в межконтактном промежутке и
способствующих образованию радиальных усилий, стремящихся сместить дугу из центральной зоны контактирования в
периферийную область спиралеобразных лепестков.
Чашеобразные контакты. Это ещё одна разновидность контактных систем, применяющихся в вакуумных
выключателях (рис. 1.7,
б
). Здесь контакты выполнены в виде чаши с толстыми стенками, прикреплённой своим донышком к
контактодержателю. Во включённом положении контактирование происходит по открытым торцевым поверхностям чаши. В
боковых стенках чаши предусмотрены наклонные прорези. В контактных элементах одной контактной пары прорези
наклонены в противоположные стороны.
При размыкании контактов между ними образуются мостики из расплавленного металла, причём число этих мостиков
зависит от отключаемого тока. После разрыва мостиков на их месте возникает параллельные электрические дуги, горящие
одновременно во многих местах по окружности контакта. Переход от многочисленных мостиков к столь же
многочисленным дугам обусловлен хотя и небольшой, но вполне определённой индуктивностью отдельных пальцев
контактной системы. Одновременно с дугами там появляются и радиальные магнитные поля, наводимые током,
протекающим через наклонные пальцы контактов. Под действием этих полей плазменный столб дуги вынужден
перемещаться по окружности в промежутке между торцами контактов в направлении, определяемом правилом левой руки, в
то время как катодные пятна на поверхности контактов медленно двигаются в обратном направлении. В итоге в промежутке
образуется как бы полая кольцеобразная дуга, находящаяся в диффузном состоянии, которая не в состоянии
трансформироваться в свою разновидность в виде сжатой дуги.
1.4. ОТКЛЮЧАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ ВАКУУМНЫХ
ДУГОГАСИТЕЛЬНЫХ КАМЕР
Отключение тока. У вакуумной дугогасительной камеры имеется два предела по отключающей способности. Первый
из них характеризуется коммутационной способностью одного единственного последнего катодного пятна, возможностью его
погасания в условиях, когда контакт относительно холодный. Эти условия зависят от теплофизических свойств материала катода.
Высокой коммутационной способностью обладают контакты, катод которых изготовлен из материала, имеющего низкое давление
паров металла и хорошую теплопроводность. Это означает, что контакты, обладающие высокой коммутационной способностью,
могут отключать цепь, когда произведение –
dl dt du dt
×
достаточно велико. Для многих металлов, оказавшихся в правой части
графика, присущая им отключающая способность намного больше той, что требуется при обычных условиях коммутации.
Другой предел по отключающей способности касается не скорости спадания тока и не скорости нарастания
восстанавливающего напряжения, а самих токов короткого замыкания, которые приходится отключать выключателю. Этот
придел по коммутационной способности зависит уже от конфигурации контактной системы (которая в этом случае должна
быть такой, чтобы препятствовать образованию локализованной дуги, горящей неподвижно на одном и том же месте),
размеров контактов и материала, из которого они изготавливаются.
Так, например, даже если контакты имеют чашеобразную форму, вынуждающую дугу находиться в диффузном
состоянии на протяжении всей полуволны тока, они должны быть достаточно большими и обладать такими
теплофизическими свойствами, чтобы даже при равномерном поглощении ими энергии от дуги не происходило нагревание
всей лицевой поверхности контактов до температуры, при которой давление паров металлов в момент перехода тока через
нуль превосходит 0,13 Па (10
–3
мм рт. ст.). Таким образом, будь то разрезной чашеобразный контакт или же контакт со
спиралеобразными лепестками, для него будет существовать какой-то предел по отключаемому току короткого замыкания,
находящийся в прямой зависимости от размеров контактов и теплофизических свойств примесных материалов.
Простые торцевые контакты имеют верхний предел по отключающей способности в диапазоне токов отключения от 10
до 17 кА (амплитудное значение в зависимости от материала контактов и промышленной частоты в данной энергосистеме,
причём характерно, что если диаметр таких контактов больше 3 см, то ток отключения практически уже не зависит от
размеров контактов).
При условии, что вакуумная дугогасительная камера коммутирует цепь в пределах своих возможностей по току
отключения и возвращающемуся напряжению, можно ожидать, что она погасит дугу в первый же нуль тока, если, конечно, к
этому времени контакты успеют разойтись на достаточно большое расстояние (скажем 3 … 4 мм для камер на 11 кВ и 5 … 6
мм при 15 кВ). Это свойство камеры сохраняется при коммутации в широком диапазоне токов отключения, начиная от доли
нагрузочного тока и кончая полным током короткого замыкания.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 9
- 10
- 11
- 12
- 13
- …
- следующая ›
- последняя »
