Методы гашения дуги. Сравнительные характеристики.

По принципу гашения дуги и роду дугогасящей среды ВВ делятся на:

а) Масляные

б) Воздушные

в) Элегазовые

г) Вакуумные

д) Эл-магнитные

а) В масляных ВВ гашение дуги происходит в трансформаторном масле. Эти ВВ делятся на:

-многообъемные (масло – это дугогасящая среда и изолятор токопроводящих частей)

-малообъемные (масло – только для гашения дуги).

Гашение дуги происходит следующим образом. Под действием высокой температуры масло в дуговом промежутке разлагается и превращается в газ. Этот газ состоит примерно из 70% водорода, 20% этилена и 10% метана. Газ образует газовый пузырь окружающий газовую дугу.

Интенсивная деионизация происходит благодаря водородной среде, выс. давлению в газ. пузыре и вихревому движению масла вокруг газ. пузыря , что способствует его интенсивному охлаждению. С увеличением расстояния между подвижными и неподвижными контактами увеличивается длина дуги и соответственно площадь её сопротивления с газ. пузырём.

Все эти факторы способствуют быстрому восстановлению эл . прочности между контактами. Если при 1-ом переходе кривой тока через 0 и при следующем нарастании напряжения между контактами эл . прочность между контактами будет недостаточна , то дуга загорится вновь, однако при следующем прохождении через 0 расстояние между контактами будет весьма значительным и дуга погаснет.

б) В воздушных выключателях дугогасительной средой является сжатый воздух подаваемый в зону горения дуги под давлением 4-5 МПа.

При гашении дуги используется специальный воздух, обезвоженный и обладающий высокими изоляционными свойствами. Поток воздуха выбрасывается в атмосферу. Однако после гашения дуги межконтактное пространство заполняется атмосферным воздухом, не обладающим достаточными изоляционными свойствами. Возможен пробой и возникновение дуги. Для предотвращения этого последовательно включается отделитель, который разрывает уже обесточненую цепь и препятствует новому образовании дуги.

Воздушные выключатели не нашли применение в устройствах электоснабжения ЖД, т.к требуют специального компрессорного и пневматического оборудования. В последние годы вместо возд. выкл. стали применяться элегазовые.

в) В элегазовых ВВ гашение дуги происходит в среде элегаза.

Элегаз – это шестифтористая сера (SF6), представляет из себя инертный газ, плотность которого в 5 раз больше, чем у воздуха.

Элегаз является электроотрицательным газом. Его молекулы способны захватывать свободные электроны. При этом создаются малоподвижные отрицательные ионы. Потеря электронов делает дугу неустойчивой и она легко гаснет.

Высокая электрическая прочность обеспечивает необходимую степень изоляции между контактами при малых расстояниях.

Элегаз достаточно дорог, поэтому его выброс в атмосферу будет не рентабелен. Элегазовый выкл. – это замкнутая система. В нём применяется автопневматическое дугогасительное устройство. В таком устройстве газ сжимается поршневым устройством и направляется в зону дуги.

По сравнению с воздушным выключателем в элегазовых давление газа гораздо меньше и осуществляется оно в замкнутом пространстве без выброса элегаза в атмосферу.

г) В вакуумных ВВ гашение дуги происходит в камере, в которой создается давление 1.33х10^(-4) Па (вакуум).

В нормальном состоянии контакты вакуумного выключателя замкнуты под действием атмосфер давления.

При размыкании контактов на месте последней точки контакта образуется расплавленный металлический мостик, из которого идет интенсивное испарение металла. Давление внутри дуги существенно больше, чем в окружающем пространстве, поэтому пары металла распорстраняются по всему объему камеры, что приводит к резкому уменьшению провод-ти дуги и ее гашению.

Для защиты оболочки камеры от частичек металла при отключении используются специальные экраны.

Преимущества :

-отсутствие необходимости заменымасла

-высокая износостойкость контактов

-простота эксплуатации и низкие расходы

-сравнительно малые габариты и масса

-высокая ремонтопригодность выключателя

-высокое быстродействие

-отсутствие загрязнения окружающей среды

Недостатки:

-достаточно высокая стоимость

-возможность коммутационных перенапряжений

-склонность контактов к свариваемости в условиях глубокого вакуума

ВЫВОД:

В настоящее время в эксплуатации в основном масляные ВВ. В последние годы идет модернизация подстанций и масляные ВВ заменяются на элегазовые и вакуумные.

Воздушные и электромагнитные ВВ не получили распространение в системах электроснабжения ЖД.