1.2.3. Відключення кола постійного струму

Процес виникнення дуги при відключенні кола постійного струму нами вже розглянутий. Зазначено також, що вакуумна дуга горить у середовищі паров металу електродів. Розглянемо процес гасіння дуги. Іони, що утворяться під дією високої температури, рухаються до електродів, створюючи поблизу їх відповідні об'ємні заряди. Потік електронів направляється до анода і бомбардує його. Позитивні іони, що звільняються з анода, рухаються до катода і руйнують його. Надзвичайно низька щільність газу в камері обумовлює дуже високу швидкість дифузії зарядів через велику різницю щільності часток у розряді і вакуумі. Швидка дифузія часток і висока електрична міцність вакууму дозволяють ефективно гасити дугу у вакуумному вимикачі. Для зменшення кількості зарядів у виникаючій дузі матеріал для електродів приймають вольфрам, який має високу температуру плавлення і має велику роботу виходу електронів. Контакти з вольфраму, крім того, стійкі проти зварювання. При відключенні вимикача розпиленні частки матеріалу контактів осаджуються на поверхні ізоляційного циліндра, що створює можливість перекриття ізоляції. Для захисту циліндра від паров металу електроди захищаються спеціальними металевими екранами 6. Для збільшення електричної міцності у середині камери встановлені додатково два екрани 7 і 8. Якби були відсутні екрани, то електрон, розганяючись в електричному полі на довгому шляху, здобував би високу енергію, достатню для того, щоб при зіткненні з молекулою викликати її іонізацію. Завдяки екранам 6, 7 і 8 електричне поле розбивається на дві невеликих ділянки (між екранами 7 і 6 і між екранами 6 і 8), що в кілька разів знижує шлях пробігу електрона. Можливість перекриття усередині камери різко знижується. ^

1.2.4. Відключення кола змінного струму

При відключенні кола змінного струму після проходження струму через нуль унаслідок дифузії відбувається швидке рассасуваня зарядів і через 10мкс між контактами камери відновлюється електрична міцність вакууму. Одним з найважливіших переваг вакуумних вимикачів є швидке наростання електричної міцності після проходження струму через нульове значення. Тому вакуумні вимикачі знаходять широке застосування для відключення конденсаторних батарей. ^

1.2.5. Особливості виконання контактної системи вакуумного вимикання

Серйозним недоліком вакуумної дугогасної камери є зріз (обрив) струму при підході до нульового значення. Виникнення зрізу струму пояснюється тим, що при зменшенні струму в дузі падає тиск паров металу, дуга стає хитливою й обривається. При цьому виникають перенапруги, що виводять з ладу обладнання, що відключається. Величина струму зрізу залежить як від параметрів кола, що відклю­чається, так і від властивостей матеріалу контактів. Вольфрам найбільш стій­кий проти зварювання, має також високу температуру плавління і зносостійкість. Однак він дає високі значення струму зрізу і перенапруг, тому що має низький тиск паров металу. Мідні контакти дозво­ляють знизити перенапруги в 2,5 рази, але мідь дуже схильна до зварювання і зносу. Вітчизняною проми­словістю в останнє десяти­ліття створені контакти, що мають високу зносо­стій­кість і низьки значення перенапруг. Наприклад, частина контактної поверхні виконується з дугостійкого матеріалу (молібден), а частина з матеріалу з високим тиском паров (сурма). Контактна система вакуумного вимикача працює в тяжких умо­вах. Наявність вакууму, що оточує контакти, значно погіршує охолод­ження, яке відбувається в основному за рахунок тепло­про­відності тіла контактів і випромінювання. ^