Лекция: Основні способи гасіння дуги в апаратах напругою вище 1000 В.

1. Гасіння дуги в маслі. Горіння дуги в маслі приводить до його інтенсивного газоутворення і випару. Навколо дуги утворюється газовий пузир (рис. 1.16), що складається в основному з водню (70… ...80%). Швидке розкладання масла приводить до підвищення тиску в пузирі, що сприяє кращому охолодженню і деіонізації дуги, тому що водень має високі дугогасячі властивості, а в газовому міхурі газ невпинно рухається.

2. Газоповітряне дуття. Використовується принцип спрямованого руху газів як уздовж (рис.1.17, а), так і поперек дуги (рис. 1.17, б), що сприяє проникненню газових частинок у стовбур дуги, інтенсивній дифузії й охолодженню дуги.

Джерела газового дуття:

— продукти розкладання масла дугою (масляні вимикачі);

— продукти розкладання твердих газогенеруючих матеріалів (автогазове дуття);

— спеціальні балони зі стиснутим холодним неіонізованим повітрям (повітряні вимикачі), або елегазом (елегазові вимикачі).

3. Багаторазовий розрив лан­цю­га струму. Вимкнення великих струмів на високих на­пругах зв'язано з проблемою вели­ких енергій, підведених з мережі, що ускладнює процес деіонізації дугового проміжку. Використання багаторазових роз­ривів ланцюга на фазу дозволяє зменшити по­туж­ність дуги, яка гаситься, ос­кіль­ки напруга, що прикла­дається до дугового про­міжку буде менше номінальної. Число розривів зале­жить від кон­струкції вимикачів і напруги, на якій він викори­стовується. Для при­кладу можна сказа­ти, що у вимикачах напру­гою 500...750 кВ може бути більше 12 роз­ривів на фазу. Для полегшення гасіння ду­ги на­пругу мережі необ­хідно рівно­­­мірно розподілити між розри­вами. З цією метою викори­стовуються єм­ніс­ні (рис. 18, а) і ак­тивні (18, б) дільники напру­ги. У вими­качах з активним діль­ником на­пру­ги (із шун­тованими опорами) необ­хідно ство­рити роз­рив ланцюга, який реалі­зується допоміжними кон­так­тами (ДК). Струм вимкн­ня ДК обмежений шун­ту­вальними опо­ра­ми.

Розглянемо масля­ний ви­ми­­кач при одно­фаз­ному корот­ко­му за­миканні. Напруга, що при­­­кладається до роз­ривів ланцюга, не одна­кова і залежить від єм­но­сті контактної си­сте­ми відносно землі (рис. 1.19).

а) б)

Рис. 1.19.

Масляний вимикач: а) – конструктивні особливості; б) — схема заміщення:

C1 – єм­ність розривів; С2 — ємність контактної системи відносно землі; UМ — напруга мережі; U1 — напруга, що прикладається до правого контакту вимикача; U2 – на­пруга, що прикладається до лівого контакту вимикача.

Напруга між контактами розподіляється так:

, а так як С2 > С1, то U1 > U2, і гасильні пристрої будуть працювати в неоднакових умовах.

4. Гасіння дуги в вакуумі.

Описані вище процеси відбувалися в електричній дузі, що горить в середовищі газу, який знаходиться під високим тиском.

Високо­розріджений газ 10-6...10-8 Н/см2 також має велику електричну міцність, яка у багато разів більша, ніж у повітря при атмосферному тиску. Внаслідок глибокого вакууму досягається швидка дифузія заряджених часток у навколишній простір, що дозволяє відновлювати міцність дугового проміжку відразу ж після проходження струму через нуль і уникати повторного загоряння дуги.

5. Гасіння дуги в елегазі. Шестифториста сірка SF6 (елегаз) має велику електричну міцність у порівнянні з повітрям і воднем. Крім того, вона має високі дугогасильні властивості навіть при атмосферному тиску. Процес горіння і гасіння дуги в елегазі аналогічний тому, що вже був розглянутий раніше для газів з великим тиском.

На рис.1.20 наведено залежність електричної міцністі дугового проміжнку від тиску середовища.

Рис.1.20