31. Гашение дуги в трансформаторном масле.

Простейшее ДУ такого типа представлено на рис. 4.29, а. Дугогасительная камера 6 выполнена из прочного изоляционного материала (гетинакса или стеклотекстолита) и расположена в трансформаторном масле 1. При отключении подвижный контакт 7 перемещается вниз с большой скоростью. Между ним и неподвижным контактом 2 загорается дуга 4. Под действием энергии дуги происходит взрывоподобное разложение масла на водород и газы в виде паров масла.

Водород обладает исключительно высокой теплопроводностью и является одной из лучших дугогасящих сред. Температура газа достигает 2000—3000 К. За сотые доли секунды давление поднимается до 2—4 МПа Образующийся газовый пузырь 5 стремится вырваться из камеры через щель 8 При этом происходит эффективное охлаждение дуги потоками газа, вытекающими из камеры со скоростью звука Поскольку давление и эффективность гашения дуги зависят от ее энергии, то чем больше отключаемый ток,

тем быстрее происходит гашение При малом токе из за недостатка энергии дуги процесс гашения затягивается, и для его ускорения необходимы специальные меры На рис 4 29,6 показано, что дуга 4 в нижней части объема камеры создает дополнительный

обьем газа, который гонит масло со скоростью V на дугу, затянутую в щель В результате этого процесс дугогашения ускоряется В выключателях на напряжение 220—500 кВ

приходится включать большое число камер последователь но, так как каждая камера работает при напряжении не более 100 кВ Простейшая камера (рис 4 29, а) работает

при напряжении не выше 10 кВ Освобождение газов из камеры после гашения дуги производится через отверстие 3,

32. Гашение дуги в вакуумной среде.

В вакуумном ДУ контакты расходятся в среде с давлением 10~4 Па (10^-6 мм рт. ст.), при котором плотность воздуха мала. Длина свободного пробега молекулы достигает 50, а длина свободного пролета электрона 300 м. При таких условиях электрический пробой между электродами затруднен из-за отсутствия носителей зарядов. Пробивное напряжение промежутка длиной 1 мм в вакууме достигает 100 кВ. Процесс горения и гашения дуги в вакууме при переменном гоке происходит следующим образом. При размыкании контактов контактное нажатие непрерывно уменьшается, а переходное сопротивление контактов увеличивается и при нажатии, равном нулю, стремится к бесконечности. Даже при небольших токах в момент размыкания контактов из- за выделения большого количества тепла материал контактов плавится и образуется жидкий металлический мостик, который под действием высокой температуры нагревается и испаряется. При разрыве мостика загорается дуга, которая горит в среде паров металлов электродов. Вакуумная дуга при токах менее 10 кА характеризуется малым падением напряжения, составляющим 20—30 В. После прохождения тока через нуль вакуумная дуга гаснет. Скорость диффузии зарядов очень высока из-за большой разницы плотностей частиц в дуге и окружающем ее вакууме. Практически через 10 мкс после нуля тока между контактами восстанавливается электрическая прочность вакуума. Быстрая диффузия частиц, высокие электрическая прочность вакуума и скорость ее восстановления обеспечивают гашение дуги при первом прохождении тока через нуль. Большим достоинством этого ДУ является высокая скорость восстановления электрической прочности промежутка. Вакуумные ДУ являются в настоящее время наиболее эффективными и долговечными. Их срок службы без ревизии достигает 25 лет. Созданы ДУ на ток отключения до 100 кА при напряжении 10 кВ и на отключаемый ток 40 кА при напряжении 160 кВ. Вакуумные ДУ могут применяться и для отключения постоянного тока. Для этого используются схемы, аналогичные показанной на рис. 4.30. На отключаемый вакуумным выключателем Q1 постоянный ток i{ накладывается

переменный ток i2 контура LC, который начинает протекать после замыкания выключателя Q2. В результате суммиро- вания токов i\ и t*2 в один из моментов времени результирующий ток проходит через нуль и дуга гаснет. После этого выключатель Q2 отключается. Конденсатор С заряжается от специального источника. Вследствие сложности схемы вакуумные выключатели постоянного тока применяются пока редко.