т.5 No 1

43

О физических процессах в ливневых дугах

7. Область научного и практического использования открытия

В научном плане предполагаемое открытие позволит разработать правильное физическое представление о явлениях, происходящих в контактных промежутках при размыкании индуктивных нагрузок.

Несомненно, что это представление потребует также пересмотра и корректировки основных положений теории мощных дуговых процессов, а также причин вызываемой ими эрозии.

На основе новой теории могут быть разработаны более совершенные и более согласующиеся с экспериментами модели эрозии контактов и динамических пробивных напряжений. Эти модели позволят более качественно прогнозировать долговечность контактных элементов и их надежность.

В свою очередь правильное физическое представление о явлениях в контактах даст возможность разрабатывать более совершенные методы и устройства для экспериментальных исследований, в том числе и связанных с изучением искровых процессов.

Большой вклад предполагаемое открытие внесет также в технику. Один из его практических выходов - способ получения динамических кривых пробивных напряжений. Такие кривые позволят производить оптимальный выбор как цепей защиты контактов от эрозии, так и их параметров. То, что эта техническая задача в настоящее время еще до конца не решена, является следствием отсутствия как самих динамических кривых пробивных напряжений, так и доступных для практики способов их получения.

Реализуя перспективу, открывающуюся в направлении разработки методики получения динамической кривой пробивного напряжения и последующего синтеза схем защиты контактных элементов от эрозии, одним из авторов этой статьи были статистически обработаны кривые пробивного напряжения, полученные на основе изложенной в статье методики, и на основе данных кривых произведен синтез искрогасящих схем для контактов малой мощности. В результате были получены осциллограммы процессов размыкания контактных элементов с практически полным отсутствием ливневых дуг. Две наиболее типичные осциллограммы представлены на рис. 27.

а)

б)

Рис. 27. Осциллограммы переходных процессов при размыкании контактов, защищённых схемой искрогашения

Как видно из представленных осциллограмм, правильно синтезированная схема искрогашения способна практически полностью убрать процесс образования ливневых дуг, чем существенно сократить массоперенос и эрозию контактов. Единственно, что очень проблематично - это исключить этап короткой дуги (см. рис. 27б), который не вписывается в общие условия защиты, разрабатываемые на основе динамической кривой пробивного напряжения. Здесь необходимо учитывать те закономерности, которые обуславливают горение короткой дуги. На рис. 28 представлена совмещённая осциллограмма тока и напряжения, подтверждающая, что для борьбы с короткими дугами необходимо дополнительно учитывать токовые характеристики процесса горения короткой дуги.

Рис. 28. Совмещённая осциллограмма тока (верхняя кривая) и напряжения (нижняя кривая) переходных процессов на контактах, защищённых схемой искрогашения

На этой осциллограмме мы видим, что при сравнительно гладком процессе с точки зрения кривой напряжения на контактах, кривая тока в области коротких дуг имеет существенные всплески и переколебания, которые не могут быть отслежены по кривой напряжения, а следовательно, не могут быть учтены при синтезе схем искрогашения на основе динамических кривых пробивного напряжения.