Высоковольтные вакуумные выключатели распределительных устройств. Набатов К.А - 6 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

При проектировании электрических сетей, систем электроснабжения промышленных предприятий неизбежен ответ на
вопрос – какое оборудование необходимо установить, например, на соответствующих понизительных подстанциях.
Поэтому в настоящем пособии обобщены имеющиеся материалы по вакуумным выключателям. Для этого
использованы справочники, журнальные статьи, техническая и информационная документация ведущих организаций-
разработчиков и изготовителей вакуумных дугогасительных камер и на их основе вакуумных выключателей. Приведены
технические характеристики и параметры продукции таких фирм, как ОАО «Электрокомплекс» («ЭЛКО», г. Минусинск),
ГНПП «Контакт» (г. Саратов), НПП «Таврида Электрик» (г. Москва), а также вакуумных выключателей зарубежного
производства.
В то же время в настоящей работе не делается вывод о том, кому из производителей следует отдать предпочтение при
выборе выключателя на заданные параметры. Такой выбор должен сделать сам разработчик, учитывая конкретные условия
установки, параметры сети и т.д.
1. ВАКУУМНЫЕ ДУГОГАСИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА
1.1. ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССОВ
В ВАКУУМНЫХ ДУГОГАСИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВАХ
Вакуум является идеальной изоляционной средой, так как вероятность ионизации молекул газа путём соударения с ними
электронов чрезвычайно мала. Однако опыт показывает [8], что при достаточно большой напряжённости электрического поля
10 … 10
3
В/см даже в самом совершенном техническом вакууме появляется электрический ток, который быстро возрастает при
дальнейшем увеличении напряжённости поля вплоть до пробоя.
При весьма малых расстояниях между электродами (доли миллиметра) разряд в вакууме происходит вследствие
автоэлектронной эмиссии с поверхности катода. Разогревание поверхности электродов вследствие прохождения тока
автоэлектронной эмиссии приводит к их испарению, в результате чего происходит пробой изоляционного промежутка в парах
металла.
При увеличении длины разрядного промежутка разрядная напряжённость быстро уменьшается (рис. 1.1) вследствие так
называемого эффекта полного напряжения. Накапливая энергию, измеряемую сотнями тысяч электрон-вольт, электроны при
торможении у поверхности анода излучают фотоны с большой энергией. Эти фотоны, достигая катода, освобождают новые
электроны. В результате число участвующих в разряде электронов быстро увеличивается, что в итоге приводит к
образованию искры.
При
0,01
p
<
Па
разрядные
напряжения
практически
не
зависят
от
давления
газа
.
При
0,1 1
p
> −
Па
разрядные
напряжения
быстро
уменьшаются
(
рис
. 1.2),
причём
пороговое
давление
быстро
уменьшается
при
увеличении
длины
разрядного
промежутка
l
(
1
–
l
= 2
мм
;
2
–
l
= 3
мм
;
однородное
поле
;
электроды
из
бескислородной
меди
).
При
повторных
пробоях
вакуумного
промежутка
разрядное
напряжение
возрастает
вследствие
так
называемого
эффекта
тренировки
электродов
так
же
,
как
и
для
сжатых
газов
.
Рост
разрядных
напряжений
происходит
до
10 – 100
разрядов
.
При
этом
разрядное
напряжение
увеличивается
почти
вдвое
по
сравнению
с
первым
разрядом
.
Тренированное
состояние
электродов
достигается
также
при
длительном
прохождении
через
промежуток
небольшого
предразрядного
тока
,
а
также
при
нагреве
электродов
в
вакууме
до
высокой
температуры
.
Материал
электродов
существенно
влияет
на
величину
разрядных
напряжений
изоляционных
промежутков
в
вакууме
.
По
степени
понижения
разрядных
напряжений
материалы
можно
расположить
в
такой
последовательности
:
вольфрам
,
молибден
,
тангал
,
нержавеющая
сталь
,
железо
,
никель
,
алюминий
,
медь
,
свинец
,
углерод
.
Разрядные
напряжения
вакуумного
промежутка
длиной
1
мм
с
тренированными
электродами
из
нержавеющей
стали
в
три
раза
больше
,
чем
при
алюминиевых
или
медных
электродах
.
При
увеличении
площади
электродов
разрядные
напряжения
понижаются
.
Рис. 1.1

Страницы