т.5 No 1

25

О физических процессах в ливневых дугах

Именно этот характерный вид ливневых дуг, повторяющийся из исследования в исследование, был положен Миллсом в основу его модели для объяснения физики происходящих процессов, которая была изложена в [2].

Рис. 2 Характерный вид участка ливневой дуги, положенный Миллсом в основание для описания физических процессов в ливневых дугах [2]

Рис. 3. Характерный вид последовательности участков роста напряжения на контактном промежутке, положенный Миллсом в описание физических процессов в ливневых дугах [2]

Как видно из диаграмм на рис. 2 и 3, взятых из работы Миллса [2], в его модели процесс нарастания напряжения представлялся линейным участком и непосредственно заканчивался пробоем промежутка с падением напряжения до напряжения горения дуги V_a.

Правда, не все диаграммы имели вид, взятый за основу Миллсом в качестве основы его концепции. В одной из перечисленных работ [3] общий вид двух из 27 осциллограмм несколько отличался от приведенных на рис. 1 (см. рис. 4 и 5) слабым туманом, несколько размывающим фон верхней части осциллограмм, но при существовавшем в то время уровне аппаратурных возможностей на это слабое отличие не обратили внимание ни сам Джермер, ни другие из перечисленных исследователей того поколения, а последующие поколения исследователей просто к данному вопросу не возвращались и уточнений не вносили.

Рис. 4. Характерный смешанный тип ливневых дуг с образованием дугового участка между начальным и конечным этапом размыкания [3]

Рис. 5. Одна из диаграмм, полученных Джермером при исследовании влияния изменяющейся длины проводной линии на характер переходного напряжения на контактах, соответствующая длине проводной линии, равной 10 футам [3]

Поэтому теория, разработанная Миллсом, и по сей день является базовой, вследствие чего важно для последующего изложения вкратце представить её основные узловые аспекты. Согласно Миллсу, процесс возникновения ливневой дуги и связанная с ним эрозия контактных поверхностей характеризовались следующей последовательностью:

- рост напряжения на контактах после разрыва мостика соответствует заряду паразитной емкости контактов током индуктивной нагрузки до величины напряжения, при котором возникает пробой промежутка;

- после пробоя промежутка между контактами возникает короткая дуга, показанная на рис. 3 горизонтальными участками между участками линейного роста напряжения; она возникает даже в том случае, если тока индуктивности недостаточно для ее поддержания, поскольку большой ток дуги обеспечивается разрядом через нее паразитной емкости контактного промежутка;

- напряжение обратной полярности на осциллограмме возникает за счет отражения волны напряжения от индуктивной нагрузки с обратным знаком, при этом каждый раз происходит новый пробой промежутка, как в разряде переменного тока; это по мнению Миллса приводит к появлению участков дуги при инверсной полярности, что показано на рис. 3 между вторым и третьим периодами ливневых дуг (в то время как между первым и вторым периодами дуга обратной полярности отсутствует);

- короткая дуга гаснет в том случае, если напряжение отраженной волны недостаточно для повторного пробоя промежутка (при обращенной полярности);

- после погасания короткой дуги процесс заряда паразитной емкости повторяется;

- причиной эрозии контактов при неустойчивых разрядах является серия мощных коротких дуг.