Для эффективного гашения дуги в ДУ необходимо в области, близкой к нулю тока, создать определенное давление (0,6—1 МПа). В процессе гашения дуги в ДУ возникает высокое давление, которое может его разрушить. В связи с этим расчет давления газов в ДУ является очень важным при проектировании выключателя.
После расхождения контактов в ДУ автогазового дутья (рис. 4.15, а) загорается дуга, масло разлагается на газы Н2, С2Н4 и др.) и образуются пары масла.
Каждый килоджоуль энергии выделяет 70 см3 газа, приведенного к нормальной температуре (293 К) и нормальному давлению (0,1 МПа).
Рис. 4.15. Эскиз ДУ (а); примерный вид кривых избыточного давления внутри ДУ в процессе горения дуги (б)
В действительности выделенный газ находится при высокой температуре (средняя температура газового пузыря около 800 К) и высоком давлении — до 6 МПа.
Расчет давления в ДУ с учетом многочисленных действующих факторов очень сложен. В настоящем пособии он проводится приближенно, в частности принимается, что истечение масла из ДУ происходит в стационарном режиме по закону Бернулли [4.2]. За основу расчета берется уравнение газового состояния
где р—давление газа; V—занимаемый им объем; т — масса газа; R — универсальная газовая постоянная; Тг—абсолютная температура газа.
Для улучшения работы ДУ оно снабжается воздушным буфером Vб, который срезает пиковые значения давления и позволяет создать нужное давление при прохождении тока через нуль.
Различают два режима работы — режим замкнутого пузыря и режим газового дутья.
Опытное исследование ДУ показывает, что в эффективно работающих камерах в момент гашения дуги (нуль тока) давление составляет 0,6—1 МПа. Если после построения кривых давления будет найдено, что в точках вероятного гашения давление в камерах незначительно, то необходимо изменить параметры выхлопных щелей и объема воздушного буфера для получения необходимого давления в момент прохождения тока через нуль.
Механическая прочность камер рассчитывается по максимуму давления, полученному при расчете ДУ с коэффициентом запаса 1,5. Если расчетных данных по давлению нет, то можно задаться внутренним избыточным давлением 6 МПа.
