Стартовая >> Архив >> Подстанции >> Вентильные разрядники высокого напряжения

Дугогасящая способность искровых промежутков с растягивающейся дугой - Вентильные разрядники высокого напряжения

Оглавление
Вентильные разрядники высокого напряжения
Введение
Назначение искровых промежутков
Принцип действия и конструкции искровых промежутков
Искровые промежутки с самовыдувающейся дугой
Искровые промежутки с вращающейся дугой
Искровые промежутки с растягивающейся дугой
Искровые промежутки с делением дуги на части
Пробивные напряжения искровых промежутков
Дугогасящая способность искровых промежутков
Методика исследования дугогасящей способности искровых промежутков разрядников
Дугогасящая способность искровых промежутков с неподвижной дугой
Дугогасящая способность искровых промежутков с вращающейся дугой
Методика расчета восстанавливающейся прочности искровых промежутков с вращающейся дугой
Дугогасящая способность искровых промежутков с растягивающейся дугой
Дугогасящая способность многократного искрового промежутка
Методы повышения восстанавливающейся прочности многократного искрового промежутка
Нелинейные сопротивления вентильных разрядников
Материал и конструкции нелинейных сопротивлений
Закономерности, характеризующие свойства нелинейных сопротивлений
Механизмы явлений, происходящих в нелинейных сопротивлениях
Стабилизация нелинейных сопротивлений
Старение и пропускная способность нелинейных сопротивлений
Технические характеристики нелинейных сопротивлений
Характеристики современных вентильных разрядников
Пробивное напряжение разрядников
Импульсное пробивное напряжение разрядников
Остающееся напряжение разрядников
Пропускная способность разрядников
Дугогасящая способность разрядников
Прочие характеристики разрядников
Стабильность характеристик разрядников в процессе эксплуатации
Координация характеристик изоляции с характеристиками вентильных разрядников
Испытания вентильных разрядников в процессе производства
Классификация вентильных разрядников
Вентильные разрядники с искровыми промежутками с неподвижной дугой
Магнитно-вентильные разрядники грозового типа
Разрядники с токоограничивающими искровыми промежутками
Магнитно-вентильные комбинированные разрядники
Зарубежные конструкции вентильных разрядников
Разрядники HKF
Разрядники Алюгард
Расчет последовательного сопротивления и искровых промежутков
Расчет последовательного сопротивления и искровых промежутков комбинированных разрядников
Выбор и расчет шунтирующих сопротивлений разрядников
Регулирование вольт-секундной характеристики разрядников
Механический расчет разрядников
Расчет и конструирование покрышек разрядников
Вентильные разрядники для глубокого ограничения перенапряжений
Выбор вентильных разрядников
Монтаж вентильных разрядников и эксплуатационный надзор
Регистрация работы вентильных разрядников
Токи в вентильных разрядниках
Отказы вентильных разрядников и их повреждения
Особенности применения вентильных разрядников в районах повышенного загрязнения
Литература

Движение дуги в промежутке с узкой щелью. В искровом промежутке с узкой щелью следует различать три этапа движения дуги. Первый этап — это выход дуги из зазора между электродами; второй этап — вход дуги в узкую щель, третий — движение дуги в узкой щели.
Скорость движения дуги на первом этапе определяется зависимостью, приведенной на рис. 1-34. Расстоянию около 1 мм между электродами соответствует область Б указанного рисунка. Как уже указывалось, в этой области при полированных и обезжиренных электродах скорость движения дуги тем больше, чем меньше зазор. Поэтому по мере выхода дуги из зазора и увеличения ее длины скорость движения дуги снижается.
На скорость выдувания дуги из зазора оказывает влияние амплитуда импульсного тока, а также радиус закругления электродов. С ростом амплитуды импульсного тока усиливается взрывная воздушная волна, которая облегчает выдувание дуги сопровождающего тока. При малых импульсных токах надежное выдувание дуги имеет место при пробивном напряжении промежутка около 4 кВ (зазор примерно 0,8 мм.). Случаи невыдувания дуги при создании магнитного поля катушками магнитного дутья наблюдались при пробивном напряжении 3,3 кВ и ниже, что соответствует зазору менее 0,6 мм [65]. Электроды рекомендуется закруглять радиусом не менее 6—8 мм. Характер выдувания дуги одинаков для меди, латуни, нержавеющей стали.
Скорость движения дуги при ее вхождении в узкую щель в значительной мере зависит от угла наклона переходной зоны и от материала стенок камеры. Чем круче вход в узкую щель, тем большим препятствием он является для дуги. Если же стенки камеры содержат влагу или газогенерирующие компоненты, то пары или газы будут тормозить вход дуги в узкую щель. Выход дуги из зазора между электродами и ее вход в узкую щель обычно совершается за 1—2 мсек.
Скорость движения дуги в узкой щели при заданной величине тока и индукции магнитного поля зависит от ширины щели. Она имеет максимальное значение при ширине щели δ0 = 1—2 мм [64]. С ростом тока и индукции магнитного поля скорость движения дуги возрастает.
Существуют определенные критические значения тока и индукции магнитного поля, при которых дуга перестает перемещаться по зазору. Движение дуги в узкой щели возможно при условии [64]:

где В — индукция магнитного поля, тл; I — ток, α; δ — ширина щели, мм.
При δ = 1 мм и I — 300 а критическое значение индукции магнитного поля составляет 0,01 тл. При такой же ширине щели и В — 0,1 тл критическая величина тока равна 1600 а.
В [50, 65] были опробованы различные материалы дугогасительных камер: асбоцемент, борнонатробариевый микалекс и разные типы дугостойких керамик. Наименьший износ имел место при применении некоторых видов дугостойкой керамики.
При растягивании дуги как в широкой, так и в узкой щели могут возникнуть повторные пробои дуги [94, 193]. Набегая на холодные стенки камеры, передняя часть дуги отдает больше энергии, чем задняя, в результате чего через зону, уже пройденную дугой, может протекать значительная часть тока. По мере удлинения дуги и нарастания напряжения на ней может наступить нарушение равновесного состояния с резким увеличением тока в зоне, уже пройденной дугой; другими словами, дуга скачком возвращается несколько назад. Поскольку при этом уменьшается длина дуги, напряжение на ней резко падает — происходит повторный пробой. После этого дуга движется значительно быстрее, чем до пробоя, и достигает того места, откуда она вернулась. Число повторных пробоев снижается с уменьшением ширины щели и увеличением шероховатости стенок камеры [193]. В том и другом случае ускоряется процесс деионизации пространства позади дуги, что затрудняет ее возврат в ранее существовавший канал дуги. Однако при ширине щели 0,5 мм затрудняется вхождение дуги в узкую щель: на этом этапе резко увеличивается количество повторных пробоев. Поэтому ширину щели рекомендуется иметь не менее 1 мм.
Число повторных пробоев дуги зависит также от степени сообщения узкой щели с окружающей средой [175]. Минимальное число повторных пробоев будет при закрытой камере и варианте исполнения, когда камера открыта в направлении движения дуги и закрыта с противоположной стороны.

Рис. 1-41. Восстанавливающаяся прочность v (f) промежутка с узкой щелью при сопровождающем токе 200 а. Пробивное напряжение промежутка 5 кВ

Восстанавливающаяся прочность искровых промежутков исследовалась в процессе разработки разрядников постоянного и переменного тока [50,65,94].
Восстанавливающаяся прочность искрового промежутка с растягивающейся дугой (с узкой щелью) приведена на рис. 1-41. Для промежутков с узкой щелью характерно сравнительно быстрое нарастание прочности.
Уже через 1 мсек, после прекращения тока восстанавливающаяся прочность достигает высокого уровня, который сохраняется без изменений в течение последующих нескольких миллисекунд.
При сопровождающем токе 300 а восстанавливающаяся прочность практически не зависит от амплитуды импульсного тока (при его изменениях от 0,4 до 10 ка). При том же сопровождающем токе средняя восстанавливающаяся прочность для промежутков с медными электродами на 2—4% выше, чем для промежутков с латунными электродами. Примерно на столько же повышается прочность при увеличении толщины электродов с 2 до 3 мм.
Восстанавливающаяся прочность зависит от степени сообщения внутренней полости камеры с наружной средой. Когда камера полностью открыта, восстанавливающаяся прочность принимает максимальное значение. При закрытой камере имеет место самая низкая восстанавливающаяся прочность. В камерах разного исполнения различна зависимость восстанавливающейся прочности от амплитуды сопровождающего тока.
Следует подчеркнуть противоположность влияния степени сообщения полости камеры с окружающей средой на восстанавливающуюся прочность и пропускную способность промежутков е узкой щелью. В то время как восстанавливающаяся прочность повышается по мере увеличения степени сообщения полости камеры с окружающей средой, пропускная способность промежутка при этом снижается.
Снижение пропускной способности промежутка связано с тем, что по мере увеличения степени сообщения полости камеры с наружной средой возрастает вероятность вырывания дуги за пределы дугогасительной камеры. В последнем случае ухудшается электрическая прочность окружающего воздуха и возможны перекрытия между соседними искровыми промежутками по их боковой поверхности.



 
« Вакуумная сильноточная дуга в магнитном поле   Влияние конструкции экранов на характеристики вакуумных дугогасительных камер »
электрические сети