Общее представление о процессах в искровом промежутке разрядника. Процесс образования сопровождающего тока в искровом промежутке может быть схематически представлен следующим образом. В некоторый момент времени искровой промежуток оказывается под воздействием импульсной волны напряжения. При достижении пробивного напряжения происходит пробой искрового промежутка, сопровождающийся импульсным дуговым разрядом. В зависимости от мгновенного значения напряжения сети в точке подключения разрядника, от полярности импульсной волны по отношению к напряжению сети и ряда других факторов импульсная дуга может либо перейти в дугу сопровождающего тока, либо погаснуть. В дальнейшем предполагается наличие условий, обеспечивающих переход импульса тока в сопровождающий ток. Для начала рассмотрим случай, когда искровой промежуток не обладает токоограничивающим действием. Тогда установившаяся дуга
сопровождающего тока горит в течение части полупериода и обрывается при подходе тока к нулевому значению.
Рис. 1-26. Переходный процесс в искровом промежутке вентильного разрядника
После обрыва тока искровой промежуток оказывается под воздействием восстанавливающегося напряжения сети. Это напряжение может быть близким к синусоидальному промышленной частоты либо быстро нарастающим (при появлении сдвига фаз между напряжением сети и током в разряднике). Обрыв дуги сопровождающего тока произойдет, если восстанавливающееся напряжение в точке подключения разрядника будет ниже восстанавливающейся прочности искрового промежутка. В противном случае в искровом промежутке повторно загорится дуга.
Вариант протекания переходного процесса изображен на рис. 1-26. Воздействие волны напряжения и2 на промежуток совпадает с восходящей частью синусоиды э. д. с. сети u1 противоположной полярности. После перехода импульсного тока i1 через нуль и повторного зажигания образуется дуга сопровождающего тока i2 (напряжение на дуге u3); она длится в течение большей части полу- периода. После перехода сопровождающего тока через нуль промежуток оказывается под воздействием восстанавливающегося напряжения и5, имеющего характер колебательного процесса. Прочность промежутка v растет быстрее, чем восстанавливающееся напряжение, и промежуток больше не пробивается.
По своим физическим свойствам процесс в единичном воздушном промежутке должен быть отнесен к типу коротких дуг между холодными электродами. Как известно, короткой дугой считается разряд, при котором восстанавливающаяся прочность искрового промежутка в период гашения определяется только процессом вблизи катода, а прочность остальной части промежутка настолько мала, что ею можно пренебречь.
По мере уменьшения тока при подходе непосредственно к нулевому значению ионизация дугового пространства становится все менее интенсивной, а напряжение, необходимое для поддержания разряда, возрастает. Рост напряжения продолжается до тех пор, пока не произойдет обрыв дуги. При этом возникает так называемый ник гашения u4 (рис. 1-26).
Если промежуток обладает токоограничивающим действием, то по мере удлинения дуги напряжение на нем растет. Рост напряжения продолжается до тех пор, пока длина дуги не достигает критического значения, после чего начинается процесс угасания дуги. Критическая длина дуги зависит от ее динамической характеристики, от активного сопротивления разрядника и от напряжения, приложенного к разряднику. После погасания дуги в зависимости от фазового угла напряжения промежуток может оказаться под воздействием восстанавливающегося напряжения совпадающей либо противоположной полярности.
Начальная прочность промежутка после погасания дуги и скорость дальнейшего ее нарастания определяются степенью ионизации промежутка и тепловой энергией, запасенной в нем к моменту погасания дуги, а также скоростью его деионизации и охлаждения после погасания дуги.
