ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
Повторные зажигания. Рассмотрим коммутацию цепи вакуумным выключателем, сопровождающуюся повторным
пробоем камеры, вызванным слишком малым расстоянием между её расходящимися контактами, в силу чего она не
выдерживает восстанавливающегося напряжения, нарастающего там в момент, когда ток в отключаемой цепи переходит
через нуль. В отличие от переходных процессов, сопровождающих повторный пробой в электромагнитных выключателях, в
вакуумных выключателях сильноточная дуга в момент пробоя межконтактного промежутка может сразу и не
сформироваться. При этом в ближайшем к выключателю контуре коммутации, характеризуемом его локальными
параметрами: индуктивностью
L
и ёмкостью
С
, – возникает высокочастотный колебательный процесс, из-за наложения
которого результирующий ток в цепи в процесс своего нарастания многократно проходит через нуль. Чрезвычайно высокая
отключающая способность вакуумного дугогасительного устройства с дугой, находящейся при небольших токах в
диффузном состоянии, позволяет выключателю отключить этот высокочастотный ток, который протекает через него с
момента возникновения повторного пробоя, причём отключение этого тока происходит в момент перехода его через нуль.
Однако вследствие того, что данный переходный процесс совершается с большой частотой, время до ближайшего нуля будет
исключительно малым и контакты за это время не успеют разойтись на сколько-нибудь большое расстояние. В результате
спустя некоторое время после успешного отключения, как только восстанавливающееся напряжение нарастает до уровня,
превышающего изоляционную прочность малого ещё промежутка между расходящимися контактами, неизбежен вторичный
пробой этого промежутка, вновь сопровождающийся образованием в
LC
-контуре высокочастотных колебаний.
Процесс этот может повторяться до тех пор, пока ток промышленной частоты, протекающий в коммутируемой цепи, не
нарастёт в процессе своего изменения до уровня, превышающего амплитуду высокочастотной составляющей переходного
тока близлежащего к выключателю контура коммутации. Начиная с этого момента, несмотря на наличие в цепи
колебательного процесса, суммарный ток уже не будет больше достигать нулевого значения и в выключателе возникнет и
сформируется на протяжении следующей полуволны тока промышленной частоты сильноточная дуга, горящая там до
последующего перехода тока в нуль.
Потеря материала с поверхности разрывных контактов происходит, главным образом, по следующим трём причинам:
1. Из-за образования и последующего разрыва жидких контактных мостиков, в результате чего уносятся с поверхности
контактов крохотные капли расплавленного металла.
2. Из-за эмиссии паров металла из горячих катодных пятен с последующей конденсацией этих паров на
противоположном контакте и защитных экранах.
3. Из-за плёнок расплавленного металла, которые могут образовываться под действием сильного дугового разряда на
поверхности катодов и привести к формированию отдельных капелек, срыв которых с поверхности контактов совершается
обычно магнитогидродинамическими силами, возникающими в результате взаимодействия тока дуги с её собственным
магнитным полем.
Допустимый предел эрозии разрывных контактов устанавливается либо из соображений сохранения заданной
конфигурации контактной системы, интенсивное оплавление и выгорание которой может привести к исчезновению эффекта
воздействия на дугу магнитного поля контактов, либо по количеству выгоревшего до материала контактных наконечников.
В последнем случае превышение предела эрозии контактов может привести к весьма печальным последствиям, ибо в
отличии от контактных наконечников токоведущие стержни контактов обычно выполняются из материала, не способного
противостоять образованию прочных сварных соединений, и дальнейшая эксплуатация вакуумных выключателей с
полностью выгоревшими контактными наконечниками может привести к аварии аппарата.
Другим ограничивающим фактором износа контактов является возрастающий из-за износа ход подвижной контактной
системы, приводящий к механической перегрузке сильфона при включении и во включённом положении.
Установление допустимого износа контактов по тем или иным соображениям, не зависимо от причин его
порождающих, является обязательным. Обычно практически это осуществляется регистрацией хода подвижных контактов с
фиксацией добавочного перемещения, необходимого для доведения выгоревших контактов до включённого положения.
В вакуумной дугогасительной камере теплопередача от аксиальной токоведущей системе к окружающей её
изоляционной обечайке затруднена из-за наличия там концентрического вакуумного промежутка, обладающего, как
известно, исключительно высокими теплоизолирующими свойствами. Поэтому вся теплота, выделяемая в контактах и в
токоведущих стержнях, должна отводиться в аксиальном направлении практически лишь посредством теплопроводности и
уже от стержней передаваться металлическим фланцам камеры или рассеиваться в окружающее пространство. Для этого
чтобы обеспечить требуемый режим охлаждения, при котором температура контактов внутри камеры не превышает
предельно допустимой, необходимо создать систему достаточно эффективного теплоотвода, в результате которого
выделяемая в камере теплота отводилась бы примерно поровну в сторону подвижного и неподвижного контактов, при этом
температура выводных зажимов камеры не должна превышать определённый уровень.
Коммутация ёмкостных токов. Благодаря быстрому нарастанию электрической прочности, вакуумные выключатели
обладают неплохими характеристиками в режиме отключения ёмкостных токов. Однако для успешной коммутации в этих
условиях необходимо, чтобы скорости разведения контактов при отключении были достаточно большими, ибо при
повторном пробое небольшого контактного промежутка в камере вполне вероятно, что в цепи образуется классический
переходный процесс многократного умножения напряжения.
Отключение индуктивных токов. Вакуумные камеры, как и все другие отключающие устройства, обрывают
протекающий через них ток незадолго до его естественного перехода через нуль, что объясняется неустойчивостью горения
дуги при малых токах. В вакуумных камерах уровень токов, при которых дуга неустойчива, называемый иначе уровнем
токов среза, зависит от коммутационной способности примененных контактных материалов, по этой причине она не должна
быть чрезмерно большой.
Токи среза в вакуумном выключателе зависят, как и напряжение на дуге, от теплофизических свойств материала
контактов. Среднее значение тока среза колеблется от 1 А и менее для контактов из металла наподобие висмута и до 15 и
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- …
- следующая ›
- последняя »
