Интенсивное окисление

Внутренняя полость двигателя заполнена специальным маловязким маслом, которое циркулирует внутри машины под действием турбинки 10, насаженной на вал ротора. Оно проходит, по отверстию внутри вала двигателя, по каналам между корпусом и внешней поверхностью статорных пакетов и попадает в фильтр //. Благодаря циркуляции масла достигается более интенсивное охлаждение электродвигателя с выравниванием температур наиболее нагретых и менее нагретых частей машины. Полость двигателя заполняется маслом через клапан 13.

двигатель, вдоль ребер снаружи корпуса. Этим достигается более интенсивное охлаждение воздуха, заключенного внутри корпуса. Охлажденный воздух поступает в аксиальные каналы ротора и вновь к лопаткам внутреннего вентилятора.

Узел контактных колец двигателей с Я^250 мм ( 12.10, о) состоит из спрессованных пластмассой контактных колец с токоот-водами. На торцах пластмассовой части каждого кольца расположены вентиляционные лопатки, обеспечивающие засасывание охлаждающего воздуха через отверстия в пространство между кольцами^ Поступающий воздух обеспечивает интенсивное охлаждение колец и удаление щеточной пыли с их поверхности. Вывод-

шивание в последнем отверстий. При движении электролита в межэлектродном пространстве можно не только удглять образующиеся гидроокиси, но и выполнять обработку при повышенных плотностях тока (до сотен А/см2), если обеспечить интенсивное охлаждение электролита, нагреваемого большими токами.

Дугогасительные устройства не рассен-нонизированных газов; он в течение относительно большого времени (миллисекунды) остается электропроводящим Наиболее интенсивное охлаждение за нулем тока протекает в околоэлектродных зонах благодаря отводу теплоты в металлические контакты. Около катода образуется зона небольшой протяженности (сотые доли сантиметра), которой свой-

из резервуара высокого давления в камеру дугогасительного устройства / по газо- и токоподводящим трубкам 2 через пористые электроды 3 ( 3.4). При этом происходит интенсивное охлаждение прежде всего оснований дуги, благодаря чему повышается эффективность ее гашения. Такое дугогасительное устройство позволяет резко снизить расход газа и дуговую эрозию электродов. В качестве материала пористых контактов могут применяться обычные конструкционные металлы (сталь, чугун, бронза и др.), что особенно важно с точки зрения экономии дефицитных контактных материалов (серебра, вольфрама и т. п.).

Влияние дугогасящей среды и материала контактов на дуговые и эрозионные процессы. Дуговая эрозия контактов коммутационных аппаратов определяется энергией, выделяемой в дуговом разряде, и зависит от отключаемого тока, длительности горения дуги, свойств контактного материала, конструктивных параметров контактной системы, свойств дугогасящей среды и ряда других факторов. Влияние дугогасящей среды на дуговую эрозию контактов весьма существенно, так как оно предопределяет не только различный характер протекания дуговых процессов, но, как правило, и различное конструктивное исполнение дугогасительного устройства. Различие в свойствах дугогася-щих сред, используемых в настоящее время в электроаппаратострое-нии (воздух, масло, вакуум, элегаз и его смеси с другими газами), обусловливает и различный характер эрозионного разрушения контактов в этих средах. Так, энергия, выделяющаяся в дуге, горящей в масле, более чем в 70 раз выше по сравнению с дугой в вакууме. Однако из этого не следует, что во столько же раз эрозия контактов в масле выше. Это объясняется прежде всего различием механизма дуговой эрозии контактов в той или иной среде. Среда (при условии не слишком высоких давлений) не вносит особых изменений в приэлектродные процессы, однако характер протекания дугового процесса в разных средах различается существенно. Так, дуга в вакууме горит в парах материала контактов, и при отключаемом токе до 2 кА, основным механизмом эрозии в вакуумных выключателях является испарение [411. В масляных выключателях дута подвержена интенсивному турбулентному воздействию парогазовой среды, образующейся при дуговом разряде, вследствие чего с одной стороны происходит интенсивное охлаждение дуги, что способствует ее гашению, с другой — наблюдается интенсивное газодинамическое воздействие на контакты струй паров и газов, вызывающих существенное их разрушение.

Из рассмотрения процессов ионизации и деионизации следует, что основным фактором, обеспечивающим горение дуги, является ее высокая температура — термическая ионизация. Отсюда следует, что всемерное интенсивное охлаждение ствола дуги является преобладающим способом ее гашения. Газы с большей теплопроводностью и теплоемкостью обладают лучшей охлаждающей способностью, а следовательно, и лучшими дугогасящими свойствами. Например, кислород, углекислый газ, водяной пар и водород имеют по отношению к воздуху теплопроводность (среднюю в пределах 0 — 6000 К) соответственно 1,8; 2,5; 5 и 17 и дугогасящие свойства соответственно 1,8; 2,6; 3,8 и 7.

Контакты выключателя погружаются в масло. Возникающая при разрыве дуга приводит к очень интенсивному испарению окружающего ее масла с диссоциацией его паров. Вокруг дуги образуется газовая оболочка ( 6-17) — газовый пузырь, состоящий в основном из водорода (70-80% газов пузыря) и паров масла. При этом водород, обладающий наивысшими среди всех газов дугогасящими свойствами, наиболее тесно соприкасается со стволом дуги. Выделяемые с громадной скоростью газы проникают непосредственно в зону ствола дуги, вызывают перемешивание холодного и горячего газа в пузыре, создают интенсивное охлаждение и деонизацию дугового промежутка, особенно в момент прохождения тока через свой естественный нуль.

Как уже указывалось, с ростом давления падает степень ионизации, с ростом скорости увеличивается интенсивное охлаждение ствола дуги. Поэтому с ростом давления и скорости истечения потока воздуха повышаются интенсивность гашения и отключающая способность дугогасительного устройства.

Гашение дуги в узких щелях. Если дуга горит в узкой щели, образованной дугостойким материалом, то благодаря соприкосновению с холодными поверхностями происходит интенсивное охлаждение и диффузия заряженных частиц в окружающую среду. Это приводит к быстрой деионизации и гашению дуги.

5. Большие переходные сопротивления. Переходным сопротивлением называется сопротивление, возникающее в местах перехода тока с одного провода на другой или с провода на какой-либо электрический аппарат, при наличии плохого контакта, например, в местах соединений и оконцеваний проводов, в контактах машин и аппаратов. При прохождении тока нагрузки в таких местах за единицу времени выделяется некоторое количество тепла, величина которого пропорциональна квадрату тока и сопротивлению места переходного контакта, которое может нагреваться до весьма высокой температуры. Если нагретые контакты соприкасаются с горючими материалами, то возможно их зажигание, а при наличии взрывчатой системы возможен взрыв. В этом и состоит пожарная опасность переходных сопротивлений, которая усугубляется тем, что места с наличием переходного сопротивления трудно обнаружить, а защитные аппараты сетей и установок, даже правильно выбранные, не могут предупредить возникновение пожаров, так как ток в цепи не возрастает, а нагрев участка с переходным сопротивлением происходит только вследствие увеличения сопротивления. Величина переходного сопротивления контактов зависит от материала, из которого они изготовлены, геометрической формы и размеров, степени обработки поверхностей контактов, силы нажатия контактов и степени окисления. Особенно интенсивное окисление происходит во влажной среде и с химически активными веществами, а также при нагреве контактов выше 70—75 °С.

3) удовлетворительная коррозионная стойкость; медь окисляется на воздухе даже в условиях высокой влажности значительно медленнее, чем, например, железо; интенсивное окисление меди происходит только при повышенных температурах;

Применение водородного охлаждения приводит также к удлинению срока службы изоляции, так как при явлении короны не возникает озона, вызывающего интенсивное окисление изоляции и появление вредных азотных соединений.

Допустимая температура контактов и контактных соединений определяется температурой, исключающей их интенсивное окисление.

Так как кислород подают в фурму под давлением 5—7 ат, то он образует сильную струю, раздувающую шлак и погружающуюся на значительную глубину в металл, обеспечивая интенсивное окисление ванны. Стойкость фурм составляет в среднем 100—200 плавок.

Кислородная резка — процесс сгорания металла в струе кислорода. Процесс резки начинается с нагрева металла в начальной точке реза до температуры, достаточной для воспламенения в кислороде с помощью подогревающего пламени, затем на нагретое место направляют струю чистого кислорода, который принято называть «режущим». «Режущий» кислород вызывает интенсивное окисление верхних слоев металла, которые, сгорая, выделяют дополнительное количество теплоты и нагревают лежащие ниже слои металла, в результате чего процесс горения металла в кислороде распространяется по всей толщине металла. Образующиеся при сгорании металла оксиды увлекаются струей «режущего» кислорода и выдуваются ею из зоны реза. Кислородная резка применима лишь для тех металлов, у которых; температура воспламенения ниже температуры плавления; температура плавления оксидов металла ниже температуры плавления самого металла; оксиды жидко-текучи; количества теплоты, выделяющейся при сгорании металла в кислороде, достаточно для поддержания непрерывного процесса резки; малая теплопроводность. Этим условиям удовлетворяют железо и малоуглеродистые стали. Для резки легированных сталей применяют кислородно-флюсовую резку. Флюс (порошок железа) сгорает в струе кислорода и повышает температуру в зоне реза настолько, что образующиеся тугоплавкие оксиды остаются в жидком состоянии и, будучи разбавлены продуктами сгорания железа, дают жидкотекучие, легкоудаляемые шлаки.

При нагревании меди до температуры 200 °С идет медленное ее окисление с образованием защитной пленки оксида меди СиО. Интенсивное окисление меди начинается при температуре выше 225 °С.

Допустимая температура контактов и контактных соединений определяется температурой, исключающей их интенсивное окисление.

2) достаточно высокая механическая прочность; 3) удовлетворительная в большинстве случаев стойкость по отношению к коррозии (медь окисляется на воздухе даже в условиях высокой влажности значительно медленнее, чем, например, железо; интенсивное окисление меди происходит только при повышенных температурах (см. 7-10); 4) хорошая обрабатываемость (медь прокатывается в листы, ленты и протягивается в проволоку, толщина которой может быть доведена до тысячных долей миллиметра); 5) относительная легкость пайки и сварки.

системы косвенного охлаждения. За счет лучших теплоотводящих свойств водорода удалось изготовить генераторы с максимальной мощностью 150 МВт. Кроме повышения единичной мощности при переходе на водород были получены следующие преимущества: потери в генераторе на трение и вентиляцию уменьшились в 10 раз, так как плотность водорода в 14 раз меньше плотности воздуха. Это привело к повышению к. п. д. турбогенератора примерно на 0,8 %. Удлинился срок службы изоляции и повысилась ее надежность, так как при коронировании не возникает озона, вызывающего интенсивное окисление изоляции и вредные азотные соединения. Из-за значительно меньшей вязкости водорода снижается шум генератора. При внутренних повреждениях в машине уменьшается вероятность пожара в ней, так как водород не поддерживает горения. Значительно уменьшается поверхность газоохладителей, которые могут теперь быть встроены в корпус генератора. Правда, применение водорода для охлаждения связано с опасностью взрывов гремучей смеси, которая образуется при определенных соотношениях кислорода и водорода. Однако правильная эксплуатация систем водородного охлаждения сводит на нет эту опасность.