Особенности электрических процессов при отключении конденсатора обусловлены тем, что после отключения на его обкладках сохраняется электрический заряд и напряжение между его зажимами отлично от нуля.
Как отмечено в § 3-1, напряжение ик между зажимами отключенного конденсатора, равнее приложенному напряжению в момент прекращения тока, может достирать амплитуды UΜ напряжения сети. Если конденсатор остается отключенным, то напряжение ик быстро снижается вследствие разряда конденсатора на разрядные устройства. Однако коммутационные процессы при отключении конденсатора протекают еще быстрее, и потому при дальнейшем рассмотрении этих процессов не учитывается снижение напряжения ик, происходящее вследствие разряда конденсатора.
Мгновенное значение и напряжения сети в момент разрыва тока и равное ему в этот момент напряжение ик принимаются в дальнейшем равными UM. После разрыва тока напряжение сети продолжает изменяться по синусоиде с амплитудой UM, а напряжение на конденсаторе сохраняет постоянное значение UM.
Рис. 3-3. Напряжения при отключении конденсатора, сопровождающемся одним повторным зажиганием.
Линия abcde—напряжение сети и=и12 (см. схему); линия abfgh — напряжение на конденсаторе разность ординат обеих линий (высота заштрихованной части) — напряжение между контактами выключателя ив=и34; точка k —момент первого разрыва тока; точка т — момент повторного зажигания.
Через полпериода после прекращения тока напряжение сети снова достигает максимума, но имеет противоположное направление, т. е. становится равным — Uм (точка с на рис. 3-3). Таким образом, напряжение между контактами выключателя ив, равное разности и—ик, оказывается равным:
т. е. равно по абсолютной величине удвоенной амплитуде напряжения сети. За полпериода (0,01 сек) контакты расходятся лишь на небольшое расстояние, и поэтому в этот момент или вблизи него особенно возможен пробой диэлектрика (масла или воздуха) между контактами выключателя (повторное зажигание).
Если пробой происходит, то возникает такой же колебательный переходный процесс, как при включении незаряженного конденсатора на двойное максимальное напряжение сети.
Приведенное описание процесса отключения иллюстрируется, кроме рис. 3-3, также осциллограммами рис. 3-4 и 3-5. Первая из них снята при отключении обособленного конденсатора. Кривая 1 изображает напряжение на конденсаторе и кривая 2— напряжение между контактами выключателя.
Кривые рис. 3-5 отличаются от предыдущих тем, что они сняты при отключении конденсатора, работавшего Параллельно с другим конденсатором. Кривая 1 изображает напряжение на отключенном конденсаторе, кривая 2 — напряжение между контактами выключателя и кривая 3—напряжение на конденсаторе, который остался включенным.
Цифры, проставленные у вертикальных осей на рис. 3-3 — 3-5, указывают кратность напряжения по отношению к напряжению при установившемся режиме.
Рис. 3-4. Осциллограммы напряжений при отключении конденсаторной батареи.
Рис. 3-5. Осциллограммы напряжений при отключении части конденсаторов в батарее.
Кривые 1 на рис. 3-4 и 3-5 очень близки к приведенной на рис. 3-3 кривой напряжения на конденсаторе, построенной на основании теоретических рассуждений. На кривых 2 и 3 рис. 3-5 хорошо видны высокочастотные колебания, возникающие вследствие частичного, а не полного отключения емкости, и подобные колебаниям при включении конденсатора на параллельную работу.
Из сказанного следует, что при отключении конденсатора вероятность возникновения перенапряжений и их величина тем больше, чем более вероятны повторные зажигания и чем больше их число. Отсюда вытекает важность применения в конденсаторных, установках высокого напряжения таких конструкций выключателей, в которых вероятность повторных зажиганий сводится до минимума. В частности, важна быстрота расхождения контактов выключателя во время отключения.
Процессы при отключении конденсаторов рассмотрены более подробно в [Л. 3-3, 3-7, 3-8 и 3-15].
