Мир науки

Рефераты и конспекты лекций по географии, физике, химии, истории, биологии. Универсальная подготовка к ЕГЭ, ГИА, ЗНО и ДПА!

Выключатели с масляной дугогасящий средой появились в конце девятнадцатого века и долгие годы были единственным видом коммутационных аппаратов в кругах высокого напряжения. Способ гашения электрической дуги (electric arc) в среде

масла постепенно начал широко применялись в конструкциях отключений переменного тока напряжением 6-10 кВ, а затем и в конструкциях напряжением 35-220 кВ [8]. Дуга, возникающая при коммутации электрических цепей и размыкании контактов выключателя, имеет высокую температуру (5000-6000 ° С), это при-сводит к очень интенсивному испарению дугогасящего среды - масла и диссоциации ее паров. Вокруг дуги образуется газовый пузырь, заполненный наполовину парами масла и наполовину продуктами ее распада (см. рис. 1.1). Последние содержат примерно 70% водорода (причем в сфере дуги и ее ореола содержится атомарный водород (hydrogen), примерно 17% ацетилена, 9% метана и другие газообразные углеводы. В очень малых количествах выделяется свободный углерод, может оседать на поверхности деталей из изоляционных материалов (в основном горизонтально расположенных). Водород имеет наибольшую теплопроводность и наименьшую вязкость из всех газов. Эти свойства водорода определяют его высокую охлаждающую способность и в значительной мере объясняют хорошую дугогасящий способность масла. Кроме того, нагретые дугой газы и пары масла расширяются. Этому значительной степени препятствует инерция окружающей газовой пузыря масла и стенок бака или дугогасящего устройства. Газы, выделяющиеся с огромной скоростью, проникают непосредственно в зону столба дуги, вызывают перемешивание холодного и горячего газа в пузыри, создают интенсивное охлаждение и деионизации дугового промежутка, особенно в момент прохождения тока через свой естественный ноль. Быстрое (взрывной) разложение масла приводит к повышению давления внутри пузыря, что также способствует эффективному тушению дуги [4]. В масляных выключателях обычных конструкций давление в газовом пузыре повышается до 0,5-1 МПа, а в выключателях с дугогасительными камерами - еще больше. Повышенное давление приводит к увеличению электрической прочности остаточного ствола дуги. В дугогасительных устройства давление намного выше. Следует отметить, что сам процесс разложения масла с образованием газопаровой смеси связан с отбором от дуги большого количества энергии (30 - 35%), что также благоприятно влияет на гашения дуги.

В случае, когда дуга горит в газовом пузыре, объем которого не ограничивается стенками камеры, средняя температура газопаровой смеси находится в пределах 800-1000 К, а в случае горения дуги в узком, ограниченном объеме при больших токах, средняя температура ( temperature) газопаровой смеси достигает 2000-2500 К. То есть, отвода энергии от дуги, в данном случае, будет значительно больше. Процесс гашения (extinguishing) в среде масла происходит тем интенсивнее, чем больше примыкает дуга с маслом и чем быстрее она движется относительно дуги. При разрыве дуги в масле, дуга окружена пузырем, заполненным парами газов, находящихся в относительно спокойном состоянии. Влияние самой масла на дугу относительно мал, однако он существенно увеличивается, если дуговой разрыв ограничить каким-то замкнутым изоляционным устройством, так называемым, дугогасящий устройством (камерой). В дугогасительных камерах создается более тесный ощупь масла с дугой, а также интенсивное обдува дуги потоками газов, парами масла и самой маслом. В результате этого значительно возрастает продольный градиент напряжения, ускоряется процесс деионизации, сокращается время горения дуги, уменьшается ход контактов, по сравнению с простым разрывом дуги в масле.

Во время движения контактов длина дуги и размеры газового пузыря увеличиваются. При некоторой длине дуги в один из моментов перехода тока через ноль она гаснет. Значительное количество водорода в газовом пузыре и определяет высокую дугогасящий способность трансформаторного масла. Рассмотренный способ гашения дуги в среде масла получил название простого разрыва в масле.

В выключателях с большим объемом масла (баковых) горячие газы, выходящие из камеры, попадают в масло, в котором конденсируются пары, а газы охлаждаются при прохождении через слой масла над дугогасящий устройством. В воздушное пространство между поверхностью масла и крышкой бака попадают уже охлажденные газы. При недостаточной высоте масла в камере, газы (водород, метан (methane) и др.). Не успевают охлаждаться. Поступление же горячих газов в воздушное пространство может привести к взрыву масляного выключателя. Неверный выход горячих газов в атмосферу. Поэтому масляные выключатели обеспечиваются оливовидьеднувачамы, в которых конденсируются пары масла и охлаждаются продукты ее распада.



Загрузка...
Яндекс.Метрика