Denumirea lucrării: Metode de stingere a unui arc electric. Domeniul de aplicare
Specializare: Comunicare, Comunicatii, Electronica Radio si Dispozitive Digitale
Descriere: Metode de stingere a unui arc electric. Metode de stingere a arcului în dispozitive de comutare până la 1 kV. Extinderea arcului cu o divergență rapidă a contactelor: cu cât arcul este mai lung, cu atât tensiunea este mai mare pentru existența acestuia. Diviziunea unui arc lung într-o serie de arcuri scurte.
Mărime fișier: 47,5 KB
Lucrarea a fost descărcată: 83 de persoane.
15. Metode de stingere a unui arc electric. Domeniul de aplicare.
Metode de stingere a arcului în dispozitive de comutare până la 1 kV.
1. Prelungirea arcului cu o divergență rapidă a contactelor: cu cât arcul este mai lung, cu atât tensiunea este mai mare pentru existența lui. Dacă tensiunea sursei este mai mică, arcul se stinge.
2. Diviziunea unui arc lung într-o serie de arcuri scurte.
3. Uscarea arcului în fante înguste. Dacă arcul arde într-o fantă îngustă formată dintr-un material rezistent la arc, atunci datorită contactului cu suprafețele reci, răcirea intensă și difuzia încărcării
particule în mediu. Aceasta duce la deionizarea rapidă și dispariția arcului.
4. Mișcarea arcului într-un câmp magnetic. Arcul electric poate fi considerat ca un conductor cu curent. Dacă arcul se află într-un câmp magnetic, forța acționează asupra acestuia, determinată de regula mâinii stângi. Dacă creați un câmp magnetic orientat perpendicular pe axa arcului, acesta va primi mișcare de translație și va fi strâns în interiorul slotului
arc. Într-un câmp magnetic radial, arcul va primi o mișcare de rotație. Un câmp magnetic poate fi creat de magneți permanenți, bobine speciale sau de circuite de piese de curent. Rotația rapidă și mișcarea arcului promovează răcirea și deionizarea.
Ultimele două metode de extincție a arcului (în fante înguste și într-un câmp magnetic) sunt de asemenea utilizate în dispozitive de comutare cu tensiuni mai mari de 1 kV.
Principalele metode de extincție a arcurilor în dispozitivele de peste 1 kV.
1. Uscarea arcului în ulei. Dacă contactele dispozitivului de închidere sunt plasate în ulei, atunci arcul produs în timpul deschiderii conduce la gaze intensive și la evaporarea uleiului. O bubă de gaz este formată în jurul arcului, constând în principal din hidrogen (70 # 151; 80%); descompunerea rapidă a uleiului duce la o creștere a presiunii în bule, ceea ce contribuie la o mai bună răcire și deionizare. Hidrogenul are proprietăți mari de stingere a arcului; atingând direct cu butucul arcului, contribuie la deionizarea sa. În interiorul bulei de gaz, există o mișcare continuă de gaze și vapori de petrol. Uscarea arcului în ulei este folosită pe scară largă în comutatoare.
2. Suflarea aerului cu gaz. Răcirea arcului este îmbunătățită în cazul unei mișcări direcționate a gazelor # 151; explozie. Suflarea de-a lungul sau deasupra arcului promovează penetrarea particulelor de gaz în cilindru, difuzarea intensă și răcirea arcului. Gazul este creat atunci când uleiul este descompus de un arc (comutatoare de ulei) sau de materiale de producere a gazului solid (explozie de autogas).
Mai eficient suflarea aerului rece neionizat provenit de la cilindrii speciali cu aer comprimat (comutatoare de aer).
3. Ruptura multiplă a circuitului curent. Dezactivarea curentului înalt la tensiuni înalte este dificilă. Acest lucru se explică prin faptul că pentru valorile mari ale intrării de energie și a tensiunii de refacere, deionizarea arcului
diferența devine mai complicată. Prin urmare, în întreruptoarele de înaltă tensiune, arcul se rupe în mod repetat în fiecare fază. Aceste întrerupătoare au mai multe dispozitive de stingere pentru o parte a tensiunii nominale. Numărul de goluri pe fază depinde de tipul întrerupătorului și de tensiunea acestuia. În comutatoarele 500 # 151; 750 kV pot exista 12 discontinuități sau mai mult. Pentru a facilita extincția arcului, stresul de recuperare ar trebui să fie distribuit în mod egal între goluri. Pentru a egaliza tensiunea, în paralel cu contactele principale ale comutatorului GK sunt incluse condensatoare sau rezistențe active.
4. Uscarea arcului în vid. Gazul de înaltă tensiune are o rezistență electrică de zeci de ori mai mare decât cea a gazului la presiunea atmosferică. Dacă contactele sunt deschise într-un vid, imediat după prima trecere a curentului în arc până la zero, rezistența spațiului este restabilită și arcul nu se aprinde din nou. Aceste proprietăți de vid sunt utilizate în unele tipuri de întrerupătoare.
5. Uscarea arcului în gazele de înaltă presiune. Aerul la o presiune de 2 MPa și mai mult are de asemenea o rezistență electrică ridicată. Acest lucru vă permite să creați un dispozitiv destul de compact pentru a stinge arcul într-o atmosferă de aer comprimat. Chiar mai eficientă este utilizarea de gaze de înaltă rezistență, de exemplu hexafluorură de sulf SFg (gaz SF6). Elegaz are nu numai o rezistență electrică mai mare decât aerul și hidrogenul, ci și cele mai bune proprietăți de stingere a arcului, chiar și la presiunea atmosferică. Elegaz este utilizat în comutatoare, separatoare, scurtcircuitoare și alte echipamente de înaltă tensiune
Stingerea arcului în întreruptoarele de ulei.
În întreruptoarele de ulei, contactele deschise în ulei, dar datorită temperaturii înalte a arcului format între contacte, uleiul se descompune, iar descărcarea arcului are loc în mediul gazos. Aproximativ jumătate din acest gaz (în volume) este vaporii de petrol. Restul constă în hidrogen (70%) și hidrocarburi de compoziție diferită. Aceste gaze sunt inflamabile, însă arderea petrolului este imposibilă din cauza lipsei de oxigen. Cantitatea de ulei descompusă de arc este mică, dar volumul de gaze formate este mare. Un gram de ulei furnizează aproximativ 1500 cc de gaz, redus la temperatura camerei și la presiunea atmosferică. Arcarea în întreruptoarele de ulei este cea mai eficientă atunci când se utilizează camere de stingere care limitează zona arcului, contribuie la creșterea presiunii în această zonă și la formarea de sablare cu gaz prin coloana arc.
Suprimarea arcului în întreruptoarele de circuit izolate cu gaz
hexafluorură de sulf (SFG # 151; hexafluorură de sulf) este un gaz inert a cărui densitate depășește densitatea aerului cu un factor de 5. Puterea electrică a SF6 este de 2 x 151, de 3 ori mai mare decât puterea aerului; La o presiune de 0,2 MPa, rezistența electrică a gazului SF6 este comparabilă cu puterea uleiului. În SF6 la presiunea atmosferică, un arc poate fi stins cu un curent de 100 de ori mai mare decât curentul care este oprit în aer în aceleași condiții. Capacitatea gazului SF6 de a stinge un arc este explicată prin aceasta. că moleculele sale sunt prinse de electronii coloanei arcului și formează ioni negativi relativ imobili. Pierderea de electroni face ca arcul să fie instabil și ușor de moarte. În jetul SF6, are loc absorbția electronilor din coloana arc
chiar mai intensă. În întreruptoarele de circuit cu izolație cu gaz se utilizează dispozitive de arc auto-pneumatice în care gazul este comprimat de un dispozitiv cu piston în timpul procesului de închidere și este direcționat către zona de arc. Intreruptorul SF6 este
un sistem închis fără eliberarea gazului în exterior.
Arcing în întreruptoare de vid
Rezistența electrică a spațiului de vid este de mai multe ori mai mare decât diferența de aer la presiunea atmosferică. Această proprietate este folosită în jgheaburile cu arc cu vid. Contactele de lucru au forma conurilor trunchiate goale cu fante radiale. Această formă de contacte, atunci când este deschisă, creează o forță electrodinamică radială care acționează asupra arcului rezultat și determină-o să se deplaseze prin gauri către contactele de arc. Contactele sunt discuri tăiate de sloturi spirale în trei sectoare de-a lungul cărora se mișcă arcul. material
contactele sunt selectate astfel încât să se reducă cantitatea de metal evaporată. Din cauza vidului adânc, particulele încărcate sunt difuzate rapid în spațiul din jur și când curentul trece prin zero, arcul se stinge. Curentul este furnizat contactelor prin intermediul barelor de cupru. Contactul mobil este atașat la flanșa superioară cu un burduf din oțel inoxidabil. Burtonul servește la asigurarea etanșeității camerei de vid. Ecranele metalice servesc la egalizarea câmpului electric și protejarea corpului ceramic de vapori de metal,
formată atunci când arcul este stins.
METODA DE SOLVARE A ARC
Pentru arce de curenți direcți și alternativi, există următoarele metode de extincție a arcului:
- STRECHE MECANICE (numai pentru "# 151;" curent). Cea mai simplă metodă de amortizare, dar ineficientă. Aplicabil numai în cazul echipamentelor cu curent redus.
- DIVIZIUNEA ARC-ULUI LA UN ART SCURT ARC (se aplică atât la un curent constant, cât și la un curent alternativ). Aceasta este dispariția arcului cu ajutorul unei grila de arc. Această metodă a fost propusă la începutul secolului de omul de știință rus MO Dolly-Dobrovolsky și este încă folosită pe scară largă. Cu divergența contactelor, arcul care se ridică între ele se mișcă sub acțiunea câmpului magnetic de pe plăcuțe și se descompune într-o serie de arcuri scurte.
pentru că pe un curent alternativ, grila de deionizare funcționează mai eficient decât pe un aparat permanent, iar aparatul poate fi folosit atât ca un "
"Și la" curent "(de exemplu, automata), numărul plăcilor se calculează din starea de amortizare a curentului" # 151; ".
- SUCCESAREA ARCULUI CU PRESIUNE HIDRAULĂ (se aplică atât la curentul constant, cât și la curent alternativ). Pe măsură ce crește presiunea, densitatea gazului crește, în timp ce conductivitatea termică și îndepărtarea căldurii din arc cresc. Acest principiu se bazează pe suprimarea arcurilor în siguranțe și alte dispozitive de joasă tensiune. (În unele dispozitive, pereții camerei de stingere a arcului sunt fabricați din materiale generatoare de gaze # 150; de exemplu, fibre. Datorită temperaturii înalte a arcului, astfel de pereți secretează gaz și presiunea din volum crește până la 10-15 MPa.).
- SUCCINTAREA ARCULUI ÎN STRATUL AERULUI COMPRIMAT. În dispozitivele electrice de înaltă tensiune, curenții de zeci de kiloamperi sunt comutați la o tensiune de 10 6 V. Pentru a rezolva o astfel de problemă complicată, fluxul de aer comprimat sau alte gaze se aplică arcului electric. Aerul comprimat are o densitate ridicată și o conductivitate termică. Prin spălarea arcului la o viteză mare, îl răcește și când curentul trece prin zero asigură deionizarea coloanei arcului. Aerul la presiune înaltă are, de asemenea, o rezistență electrică ridicată, ceea ce creează o rată ridicată de creștere a rezistenței electrice a spațiului gol.
- SUCCINTAREA ARCULUI ÎN ULEI TRANSFORMAT. Această metodă de extincție a arcului a găsit o aplicare largă în întreruptoarele de curent alternativ de înaltă tensiune. Contactele întrerupătorului sunt scufundate în ulei. Apariția la ruperea arcului (5000-6000 o C) conduce la o evaporare foarte intensă a uleiului înconjurător prin disocierea vaporilor săi. În jurul arcului se formează o cochilă de gaz # 150; O bule de gaz constând în principal din hidrogen (70-80% din gazele cu bule) și vapori de petrol. Hidrogenul, care are cele mai mari proprietăți de suprimare a arcului în rândul gazelor (posedă o conductivitate termică excepțional de ridicată), este cel mai strâns în contact cu cilindrul arcului. Gazele eliberate cu viteză enormă pătrund direct în zona portbagajului arcului, determinând amestecarea gazului rece și fierbinte în bule, creând o răcire intensă și o deionizare a spațiului gol. Descompunerea rapidă a uleiului duce la o creștere a presiunii în interiorul bulei, care contribuie, de asemenea, la dispariția arcului.
- SUCCINTAREA ARCULUI ÎN MEDIUL VACUUM (se aplică atât la un curent constant, cât și la un curent alternativ). Într-o telecomandă cu vacuum (dispozitiv de arc), contactele sunt divergente într-un mediu cu o presiune de 10-4 Pa (10-6 mm Hg), la care densitatea aerului este scăzută. Calea medie liberă a moleculelor ajunge la 50 și electronii # 150; 300 m. Într-un vid, o rată de difuzie foarte mare se datorează diferenței mari de densități ale particulelor în arc și în vid. În practică, după 10 μs după curentul zero dintre contacte, puterea electrică a vidului este restabilită. Difuzia rapidă a particulelor, rezistența electrică ridicată a vidului și viteza de recuperare a acesteia asigură că arcul este stins când curentul trece prin zero pentru prima dată. Vacumele DM sunt în prezent cele mai eficiente și durabile. Viața lor de serviciu ajunge la 25 de ani.
- SILENȚA ARCULUI SUB IMPACTUL CÂMPULUI MAGNETIC (se aplică atât la un curent constant, cât și la un curent alternativ). Arcul electric este un fel de conductor cu un curent care poate interacționa cu un câmp magnetic. Rezistența interacțiunii dintre curentul de arc și câmpul magnetic deplasează arcul, creând o așa-numită lovire magnetică. În DM cu suflare magnetică, poate fi aplicată o conexiune serie sau paralelă a bobinei.
Trimiteți-le prietenilor: