Высоковольтные выключатели переменного тока - Характеристика процесса гашения дуги в автогазовом дугогасителе

РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ДУГОГАСИТЕЛЬНЫХ   УСТРОЙСТВ АВТОГАЗОВЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ І
8-1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЦЕССА ГАШЕНИЯ ДУГИ  В АВТОГАЗОВОМ ДУГОГАСИТЕЛЕ. КОНСТРУКТИВНЫЕ СХЕМЫ
В дугогасительных устройствах автогазовых выключателей гашение дуги происходит в потоке газа, образующегося в результате разложения твердого газогенерирующего материала под действием дуги. Такое устройство конструктивно представляет собой камеру, у которой стенки и детали, образующие дугогасительные каналы, изготовлены из твердого изоляционного газогенерирующего материала. 
При тепловом контакте дуги со стенками каналов происходит интенсивное газообразование, при соответствующих конфигурации и размерах каналов могут быть созданы необходимые условия для гашения дуги — высокое давление и большая скорость истечения газа в зоне гашения.
Таблица 8-1
Сравнительные данные о газообразных продуктах разложения твердых газогенерирующих материалов

В качестве газогенерирующего материала применяются: вулканизированная фибра, мочевино-формальдегидные смолы и органическое стекло (полиметилметакрилат). Данные о газогенерирующей способности указанных материалов и о газообразных продуктах их разложения приведены в табл. 8-1.

Рис. 8-1.  Автогазовое дугогасительное устройство со щелевым каналом кольцевого сечения
Одним из существенных свойств, характеризующих пригодность этих материалов для дугогашения, является отсутствие склонности к нежелательному копотеобразованию на поверхности под действием высокой температуры дуги. В этом отношении лучшими характеристиками обладают4 вулканизированная фибра и органическое стекло.

Рис. 8-2. Дугогасительное устройство с автогазовым поперечным дутьем
Вообще копотеобразование может быть снижено за счет добавки к пресс-порошку данного материала (например, органического стекла) некоторого количества борной кислоты.
Устройство со щелевым каналом (рис. 8-1) состоит из металлического корпуса-резервуара У, в верхней части которого установлен неподвижный розеточный контакт 2 и одним концом закреплен длинный стержень из газогенерирующего материала 4, образующий в газогенерирующей трубке 3 узкий длинный канал кольцевого сечения. На некотором расстоянии от верхнего среза в трубке имеется боковое выхлопное отверстие 5. При отключении полый контактный стержень 6 перемещается вниз, вытягивая дугу в узком кольцевом канале. При этом вследствие интенсивного газообразования давление внутри камеры повышается до  тех нор, пока перемещающийся вниз контакт не откроет бокового- выхлопного отверстия, после чего начнется интенсивное истечение]  газа в зоне дуги, обеспечивающее ее гашение.   
В процессе горения дуги в резервуаре образуется запас сжатого газа, используемый после открытия выхлопного отверстие для поддержания интенсивного дутья во время перехода тока  дуги через нуль (когда мощность дуги равна нулю и условий для образования газа нет).      
Опыты показывают [146], что гашение дуги в описываемых устройствах достигается только в том случае, если избыточное давление в камере к моменту открытия дутьевого отверстия превысит некоторую минимальную критическую величину. Оно не  должно быть меньше 2 бар (отключаемый ток 500 а).
Замедление выхода газа в отверстие, вызванное наличием около выхлопного отверстия деталей глушителя (например, в виде плоскости, расположенной перпендикулярно к направлению потока), может существенно снизить дугогасящую способность.
Дугогасительное устройство автогазового выключателя типа ВГ-10 [145], изображенное на рис. 8-2, представляет собой плоскую камеру, в которой стенки и перегородки, выполненные из органического стекла, образуют боковой буферный объем 1 и узкие дугогасительные каналы 7>и 5. В верхней части камеры расположен  пальцевый контакт 3. При отключении подвижный контакт 6 перемещается вниз в вертикальном дугогасительном канале.
Газ, образующийся во  время горения дуги в верхней части камеры, поступает в буферный объем, и давление здесь повышается до тех пор, пока подвижный контакт не откроет поперечного дутьевого канала 5, после чего начнется истечение газа из буферного объема и дугогасительного канала через выхлопное отверстие в глушителе 2. Благодаря такому продольно-поперечному дутью создаются условия для гашения дуги.
Вкладыши 4 из органического стекла после выхода контактного стержня под действием пружин сжимают ствол дуги. Этим обеспечивается более надежное гашение ее при малых отключаемых токах, а также устраняется возможность выброса раскаленных газов за пределы камеры при отключении больших токов.