9-8. КОНСТРУКЦИИ ДУГОГАСИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ С МАГНИТНЫМ ГАШЕНИЕМ ДУГИ В УЗКОЙ ЩЕЛИ
Существующие конструкции дугогасительных устройств с магнитным гашением дуги в узкой щели отличаются между собой по геометрической форме щелевых каналов камеры гашения и по выполнению конструкции системы магнитного дутья.
Камеры гашения выполняются в следующих конструктивных вариантах:
а) с плоской узкой щелью в зоне гашения дуги (рис. 9-14, а);
б) с зигзагообразной узкой щелью, образованной ребристой внутренней поверхностью стенок камеры (рис. 9-14, б),—так называемые лабиринтные камеры;
в) с зигзагообразной щелью, образованной поперечными перегородками, имеющими смещенные от центра щелевые вырезы (рис. 9-14, в).
Рис. 9-14. Конструктивные схемы щелевых дугогасителей с системой магнитного дутья
Наиболее простой по конструкции является камера с плоской щелью. Как отмечалось выше, в ней имеется плавный переход от зоны предварительного растягивания дуги (широкая щель) к зоне гашения дуги, где ширина щели должна быть возможно минимальной. По своим размерам этот тип камер больше, чем камеры с зигзагообразной щелью. Поэтому они обычно применяются для напряжений от 3 до 6 кВ. Практически приемлемые размеры этой камеры (по ширине) могут быть обеспечены при относительно малой ширине щели. Следовательно, их отключаемая мощность сравнительно невелика. Такие камеры применяются в высоковольтных контакторах переменного тока.
Щелевые лабиринтные камеры отличаются тем, что плоские выступы на внутренних поверхностях стенок камеры образуют узкую зигзагообразную щель с плавным переходом от широкой щели к узкой. В этих камерах при относительно небольших строительных размерах достигается наибольшее удлинение дуги в узкой, щели. Однако в таких камерах не все участки ствола дуги находятся в одинаковых условиях в отношении воздействия поперечного магнитного поля. Короткие участки ствола дуги, расположенные в углах зигзагообразных каналов, подвержены наибольшему воздействию поперечного магнитного поля (u=jt/2, см. рис. 9-9) по сравнению с другими участками, где а<я/2. Поэтому скорость перемещения участков неодинакова, что создает условие для более сильного растягивания ствола дуги в узкой щели.
В щелевых камерах с поперечными перегородками узкая щель образуется за счет соответствующего расположения поперечных дугостойких перегородок, имеющих смещенные относительно оси щелевые вырезы, как показано на рис. 9-14, в,
В некоторых конструкциях камер этого типа пакеты (комплекты) поперечных пластин чередуются с промежуточными интервалами, которые служат выхлопными каналами. При наличии последних снижается давление горячего ионизированного воздуха в зоне образования-дуги, чем несколько улучшаются условия гашения.
В качестве материала для изготовления стенок щелевых камер и поперечных дугогасительных перегородок в настоящее время применяется жаростойкая керамика. Особой дугостокостью обладает керамика с содержанием циркония.
По-видимому, для изготовления щелевых камер, рассчитанных на небольшую мощность отключения, могли бы быть использованы жаростойкие изоляционные пресс-материалы с минимальным газообразованием при воздействии дуги.
На выхлопной части камеры, как правило, устанавливается деионизатор, выполненный обычно в виде набора большого числа изолированных друг от друга металлических пластик Благодаря такому деионизатору выбрасываемые из камеры горячие ионизированные газы охлаждаются, чем ограничивается так называемая зона ионизации над верхним срезом камеры и уменьшается звуковой эффект во время работы камеры.
Системы магнитного дутья щелевых дугогасителей конструктивно могут отличаться но следующим признакам:
а) по способу включения катушек магнитного дутья в схеме токоведущей системы выключателя;
б) по числу катушек магнитного дутья;
в) по конфигурации магнитной цени.
На рис. 9-14, а показана система магнитного дутья, у которой катушка постоянно остается включенной последовательно в главную цепь выключателя. В этом случае во избежание нагревания частей магнитопровода последние должны быть выполнены из листовой стали таким образом, чтобы свести к минимуму вихревые токи при перемагничивании переменным током промышленной частоты.
Рис. 9-15. Схема конструкции щелевого дугогасителя с воздействием поперечного магнитного поля на дуги в «прямом» и «обратном» направлении 1 — катушки магнитного дутья; 2— стенки дугогасительной камеры; 3 — контакты
На рис. 9-8 и 9-14, б показаны системы магнитного дутья, у которых катушка магнитного дутья полностью возбуждается током гасимой дуги только после размыкания главных контактов. В этом случае сечение провода обмотки катушки может быть взято значительно меньшим, т. е. размеры катушки (одной или двух) могут быть существенно уменьшены.
Для более успешного гашения дуги в таких устройствах желательно, чтобы в момент перехода тока дуги через нуль индукция, поперечного магнитного поля была не равна нулю. Для этого в некоторых конструкциях на сердечник катушки магнитного дутья устанавливается короткозамкнутый медный виток, чем и обеспечивается сдвиг фаз поперечного магнитного потока и тока дуги.
Размеры полюсов и расположение их относительно дугогасительных рогов и зоны гашения устанавливаются на основании соображений, изложенных выше.
В некоторых специальных случаях щелевой дугогаситель может быть выполнен с системой магнитного дутья, образованное двумя плоскими коаксиально расположенными катушками, как показано на рис. 9-15. В этом устройстве при соответствующем расположении обмоток катушек в дугогасителе направление создаваемого ими магнитного потока противоположно. Благодаря этому поперечное магнитное поле в средней зоне камеры способствует растягиванию ствола дуги и перемещению его в узкощелевую зон) гашения, а в периферийной зоне противоположно направленное магнитное поле препятствует выбросу ствола дуги за пределы камеры.
