ДУ с электромагнитным дутьем

Гашение мощной дуги в аппаратах высокого напряжения воз­можно лишь при интенсивном теплоотводе, который в высоко­вольтных выключателях обеспечивается интенсивным дутьем.

Теплоотвод от дуги существенно возрастает при быстром её перемещении силами магнитного поля в неподвижном газе. Электромагнитное дутьё в воздухе широко используется в аппаратах низкого напряжения. При замене воздуха элегазом электромагнитный способ гашения дуги оказалась возможным распространить и на область высоких напряжений.

Принципиальные схемы дугогасительных устройств с электромагнитным гашением дуги в элегазе показаны на рисунке 7.

В них на каждую единицу длины дуги действует сила F, возникающая при взаимодействии тока дуги с нормальной к её стволу составляющей напряжённости магнитного поля. Под действием этой силы дуга перемещается по электродам со скоростью, зависящей от различных параметров, и в частности конструктивных. Магнитное поле создаётся самим отключаемым током при прохождении его по одной катушке (рис. 7, а) или по двум встречно включенным катушкам (рис. 7, б). Во включенном состоянии аппарата катушки шунтированы главными контактами, которые при отключении размыкаются первыми.

Возникающая между подвижными и неподвижными контактами дуга начинает двигаться не сразу, а лишь после того, как сила F достигнет некоторого значения, ибо, чтобы сдвинуть дугу с места первоначального её образования, необходимо приложить вполне определённую силу Fмин, которую можно вычислить (в ньютонах) по формуле Fмин=I.H.10-6(где I-ток дуги, H-напряжённость магнитного поля катушки), исходя из следующих соображений.

Для гашения дуги с током до нескольких десятков aмпеp достаточно весьма незначительной скорости дуги, причем необя­зательно, чтобы ее опорные точки перемещались. Зная макси­мальное значение тока, который надежно гаснет в элегазе при неподвижных опорных точках дуги, для различных конкретных условий экспериментально определяют значения напряженности магнитного поля Hмин, при которых дуга, включая и ее опорные точки, приходит в движение.

Для каждого конкретного конструктивного исполнения дугогасительного устройства существует свое значение тока, кото­рый надежно гаснет при указанных условиях. Например, в ка­мере на 10 кВ при искусственно созданном резко неравномер­ном поле надежно гаснет дуга с током до 80 А.

Необходимо, чтобы уже при этом токе и более высоких его значениях дуга двигалась. Минимальное значение напряженно­сти Hмин, при котором дуга с током 80 А придет в движение, равно 90 А/см. Этот параметр является исходной величиной при определении минимального числа витков катушки ωмин.

Для схемы рис. 7, а напряженность магнитного поля на оси катушки известна:

где l

— длина катушки, х — расстояние точки, для которой оп­ределяется напряженность H, от середины катушки, R — радиус катушки.

От числа витков катушки зависит напряженность магнит­ного поля и, следовательно, скорость движения дуги v

д, которая является основным параметром, определяющим отключающую способность дугогасительного устройства. Кроме числа витков, на скорость дуги влияет давление газа и значение отключае­мого тока. Поскольку скорость в течение полупериода меняется, целесообразно говорить о максимальной скорости движения дуги v

д.м

Максимальное

допустимое число витков катушки определяется из условия надежного гашения дуги, возникающей при раз­мыкании главных контактов, шунтирующих катушку. Это усло­вие соблюдается при индуктивности катушки L<10─4 Гн.

Скорость дуги зависит не только от напряженности магнит­ного поля, создаваемого катушкой, но и от конструктивного ис­полнения контактов: разрезные или неразрезные; в случае не­разрезного контакта скорость дуги зависит от соотношения между активным и индуктивным сопротивлением его контура.

Другие статьи по теме

Теплотехнические расчеты вращающейся печи для обжига цементного клинкера по сухому способу
Создание прогрессивных технологий с минимальными затратами материальных и энергетических средств – одна из главнейшихых задач всех отраслей народного хозяйства, в том числе и строительной индустрии, к которой относится и производ ...

Расчет редуктора
Начало развития отечественного машиностроения было положено такими выдающимися учёными и изобретателями, как Ломоносов, Кулибин, Петров. “Детали машин” – это техническая дисциплина, в которой изучают методы, правила и нормы р ...