РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ И ХАРАКТЕРИСТИК ДУГОГАСИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ ВОЗДУШНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ
5-1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЦЕССА ГАШЕНИЯ ДУГИ В ДУГОГАСИТЕЛЯХ С ПРОДОЛЬНЫМ ВОЗДУШНЫМ ДУТЬЕМ
Охлаждение ствола дуги в интенсивном продольно направленном потоке сжатого воздуха является одним из эффективных средств гашения дуги в выключателях переменного тока высокого напряжения. В дугогасителях воздушных выключателей гашение электрической дуги происходит в дутьевых каналах (соплах), которые конструктивно в совокупности с оконечной частью контактов дугогасителя образуют так называемую дутьевую систему. Критическое течение сжатого воздуха (за счет повышенного давления в камере) в таких устройствах устанавливается при размыкании или непосредственно перед размыканием контактов.
Ствол дуги, образовавшейся на размыкающих контактах под действием воздушного потока (иногда также и под действием внешнего магнитного поля), растягивается и быстро перемещается в дутьевые сопла (или одно сопло), где происходит ее гашение.
В зависимости от формы и взаимного расположения контактов и сопел гашение дуги в таких устройствах может происходить:
а) при одностороннем дутье — через металлическое сопло (рис. 5-1,а);
б) при одностороннем дутье — через изоляционное сопло (рис. 5-1,6);
•в) при двустороннем симметричном дутье — через соплообразные контакты (рис. 5-1,в);
г) при двустороннем несимметричном дутье — через соплообразные контакты (рис. 5-1, г).
Характерные особенности перечисленных способов дутья будут рассмотрены ниже.
Рис. 5-1. Способы осуществления продольного дутья в камерах воздушных выключателей: а — одностороннее дутье через металлическое сопло; б — одностороннее дутье через изоляционное сопло; в — двустороннее симметричное дутье через соплообразные контакты; г — двустороннее несимметричное дутье через соплообразные контакты
Скорость потока сжатого воздуха в горловине сопла при наличии в нем гасимой дуги при амплитуде тока не должна падать ниже некоторой предельной минимальной скорости.
Входная часть дутьевой системы, образованная оконечностью контакта и горловиной сопла, должна иметь оптимальные геометрическую форму и соотношения определяющих размеров; форма и размеры выхлопной части также должны быть оптимальными.
Непосредственно в конце полупериода тока дуги и в последующий относительно короткий отрезок времени скорость потока в горловине сопла должна достигать критического значения.
Теоретические и опытные исследования [77, 81, 89, 90 и др.] показывают, что гашение Дуги в таких устройствах может быть наиболее успешно осуществлено при следующих основных условиях. Вличина давления в зоне остаточного ствола (особенно во входной части дутьевой системы) должна быть возможно наибольшей.
При указанных условиях более интенсивно протекает процесс распада высокоионизированного остаточного ствола и связанное с ним восстановление электрической прочности междуконтактного промежутка.
Этими условиями определяется главным образом круг вопросов, связанных с задачами расчета основных процессов, характеристик и параметров дугогасительных устройств данного типа:
Определение параметров и характеристик ствола дуги, охлаждаемого в продольном потоке воздуха (газа).
Расчет процесса течения воздуха (газа) через сопло при наличии в нем электрической дуги в отдельные стадии ее горения.
Определение предельного тока отключения дутьевой системы.
Расчет восстановления электрической прочности дугового промежутка при отключении предельного тока отключения, определение предельной мощности отключения.
Расчет геометрических параметров дугогасителя при заданных исходных условиях.
