ГЛАВА 4. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ДУГА И ГАШЕНИЕ ЕЕ § 4.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ДУГЕ
При отключении электрических цепей с током на контактах выключателей возникает электрическая дуга. При эксплуатации электрических аппаратов дуга является нежелательным явлением, так как всегда разрушает контакты, а при неблагоприятных условиях может вызвать большие разрушения в электрических установках. Вместе с тем дуга (аналогично трению в механизме) является необходимым явлением, так как без нее нельзя отключить ни одну мощную цепь и избежать разрушения этой цепи. Поэтому дуга при эксплуатации электрооборудования столь же необходима, как и вредна. В силу этого с дугой надо считаться, как с необходимостью, и уметь управлять ею. Это управление сводится к возможности гашения дуги в допустимое время с таким расчетом, чтобы пребывание дуги на контактах отключающегося аппарата оставляло минимальные разрушения. При отключении токов короткого замыкания это имеет особое значение, так как в этом случае дуга выделяет много энергии, и если аппарат не рассчитан на такой режим, то он будет разрушен.
В связи с этим в таком сложном вопросе, каким является процесс возникновения, горения и гашения дуги, мы будем исходить главным образом из тех представлений, которые непосредственно выявляют возможности гашения дуги.
Процесс возникновения дуги элементарно выглядит так. При расхождений контактов (рис. 4.1) между ними образуется жидкий металлический мостик, который взрывается, образуя проводящее облако паров металла, где и загорается дуга. На первых долях мм напряженность электрического поля на микронном дуговом промежутке
является величиной очень большой.
В связи с этим электроны промежутка получают большое ускорение и вызывают ударную ионизацию его: промежуток становится ионизированным и дуга продолжает гореть. Увеличение расстояния между электродами приводит к уменьшению напряженности электрического поля, так как уменьшается
в связи с резким уменьшением и и ростом л\ .Ударная ионизация в этих условиях утрачивает свое решающее значение в поддержании горения дуги и на„смену ей приходит тепловая ионизация.
Рис. 4.1
Рис. 4.2
Таким образом, когда горшихуга, при значительном расхождении контактов, то ее горение поддерживается главным образом тепловой ионизацией. Тепловая ионизация воздуха имеет место при температуре порядка 7000° К. Если в воздухе содержатся пары металлов, то тепловая ионизация дугового промежутка может протекать при температуре порядка 4500—5000° К- При температурах ниже указанных, тепловая ионизация становится недостаточной для поддержания горения дуги, и она гаснет. Этим обстоятельством и пользуются при гашении дуги на контактах отключаемых аппаратов. Отключающие аппараты снабжаются специальными дугогасительными устройствами, которые действуют таким образом, что отнимают тепло от пламени дуги и она гаснет в результате утраты промежутком тепловой ионизации. Температура дуги может достигать 10 000° К.
