Продольного градиента

Величина T"d определяется активным сопротивлением гд(< продольного демпферного контура и его эквивалентным индуктивным сопротивлением л;эд при короткозамкнутых обмотках возбуждения и статорной (см. XVI.4, е). В относительных единицах'(при 0=1) можно принять ;

Поле, создаваемое апериодической составляющей продольного демпферного контура, вследствие вращения ротора вызывает в ста-торной обмотке сверхпереходную гармоническую составляющую тока i" (см. XVI. 3, в), затухающую с постоянной времени T"d:

ния возникает составляющая i'Be= — IKae ?'cosu>/ (см. XVI.5, а), в токе продольного демпферного контура возникает составляющая

Из выражений для х"а и x'd после нескольких преобразований имеем выражение для реактивности рассеяния продольного демпферного контура

где TUo = T'du + T"do — Г„= 11,45 + 0,25 — 8,8 = 2,9 сек — постоянная времени продольного демпферного контура при разомкнутых остальных контурах.

Для продольного демпферного контура:

4-19. К задаче 4-22. Кривые изменения токов статора, обмотки возбуждения и продольного демпферного контура при трехфазном коротком замыкании; оплошные линии — при наличии демпферного контура, пунктирные — при его отсутствии; индекс АРВ указывает, что данная кривая построена с учетом действия АРВ.

где Гы = Tli01 1 —-----—— I — постоянная времени продольного демпферного контура при замкнутой цепи обмотки возбуждения (с rt = 0) и разомкнутой цепи статора.

Из 4-20 и полученных выражений для данных функций следует, что с уменьшением постоянной времени Те скорость нарастания функции Ff{t) увеличивается, но при этом в начальной стадии процесса также увеличивается «тормозящий» эффект продольного демпферного контура. В целом для статора это приводит все же к существенному увеличению скорости подъема функции Fd{t), причем следует отметить, что составляющая, связанная с постоянной времени Т"в,

Для определения реактивности рассеяния продольного демпферного контура используем выражение

Для нахождения постоянных времени обмотан возбуждения и продольного демпферного контура воспользуемся данными опытов гашения поля и восстановления напряжения ( 4-25,6). С достаточной для практики точностью можно считать что

сужений. В сужениях ж»», в которых скорость (энергия) электронов вследствие увеличения продольного градиента потенциала значительно возрастает, становится заметной доля кинетической энергии, передаваемой электронами молекулам пара (газа), что приводит к разрежению пара (газа) в местах сужения (насосное действие электронов). Степень относительного снижения давления (плотности) пара в местах сужения (в процентах) при разных анодных токах показывают кривые на 4-34, а. Кривые относятся к геометрическим размерам сужения, токам /а и начальным давлениям пара [Л. 98], указанным в подписи к рисунку. С увеличением тока глубина разрежения, как видно из кривых, значительно возрастает.

Падение напряжения на стационарной дуге распределяется неравномерно вдоль дуги. Картина изменения падения напряжения С/д и продольного градиента напряжения ?л вдоль дуги приведена на 5-4. Под градиентом напряжения понимают падение напряжения на единицу длины дуги. Как видно из рисунка, ход характеристик и.Л и ?д в приэлектродных областях резко отличается от хода характеристик на остальной части дуги. У электродов, в прикатодной и прианод-ной областях, на промежутке длины порядка 10"4 см имеет место резкое падение напряжения, называемое катодным UK и анодным t/a. Значение этого падения напряжения зависит от материала электродов и окружающего газа. Суммарное значение прианодного и прикатодного падений напряжения составляет 15-30 В, градиент напряжения достигает 105 —106 В/см.

Движение открытой дуги. Для лучшего уяснения условий движения дуги в продольных щелях рассмотрим некоторые явления в движущейся открытой дуге. При сколько-нибудь значительных токах открытая дуга имеет высокую проводимость. Так, на постоянном токе при токе свыше 100 А продольный градиент напряжения в открытой дуге составляет 6 — 8 В/см (кривая v = 0 на 6-1), а для длинных дуг, где влияние паров металла электродов сказывается мало, градиент напряжения при тех же токах достигает 12 В/см. При переменном токе среднее значение градиента равно 15 В/см. Движение дуги с какой-то скоростью в неподвижном воздухе эквивалентно обдуву ее. Эффект интенсивного охлаждения приводит к существенному возрастанию продольного градиента напряжения, о чем можно судить по кривым 6-1.

На участке // (/( < / < /2) наблюдается резкое возрастание скорости дуги с увеличением ее длины. При некоторой длине перешейка расплавленного металла он рвется, возникает дуга, которая приходит в быстрое движение. На более узких электродах скорость дуги возрастает быстрее. Участок // является переходным от капельно-жидкого состояния металла к газовому. С увеличением длины дуги влияние капелек и паров металла уменьшается, что приводит к возрастанию скорости дуги и продольного градиента в ней. Большая скорость расхождения контактов на участках I и II благоприятно сказывается как на износе контактов, так и на условиях гашения дуги.

Продольная щель с рядом ребер и уширений 4, за счет которых происходит возрастание продольного градиента напряжения, изображена на 6-5, г.

Градиент напряжения дуги в продольных щелях мало зависит от ее скорости. В открытой дуге эта зависимость (штриховые линии) выражена более резко, и при некоторых условиях градиент напряжения открытой дуги может превосходить значение градиента в узких щелях. В большинстве современных дугогасительных устройств с продольными щелями скорость движения дуги ниже 100 м/с. При этих условиях продольный градиент напряжения дуги в узких щелях существенно выше, чем у открытой дуги. Пока щель остается широкой (5 > 6 мм), заметного влияния ширины щели на значение продольного градиента напряжения не наблюдается. Заметное повышение градиента начинается в узких щелях (5 < 4 мм), и особенно оно значительно при переходе к совсем узким щелям (5 < 1 мм). Таким образом, для получения интенсивного гашения дуги в малом объеме следует применять возможно более узкие щели.

Наличие ребер и уширений мало влияет на скорость движения дуги. Значение же продольного градиента напряжения зависит от числа ребер и формы уширений. Наличие прорезей (ребер) повышает напряжение на дуге по сравнению с тем, что имеет место в щели с плоскопараллельными стенками. Зажатая и деформированная в узкой щели дуга будет давить на стенки и, при наличии прорези в стенке (уширения в щели), вдавливаться в промежуток, образованный прорезью. Деформация ствола дуги, вызванная наличием прорези, приводит, во-первых, к увеличению площади соприкосновения дуги с холодными стенками камеры; во-вторых (и это, видимо, главное), ребра, образующие прорезь, проникают внутрь дуги и способствуют ее интенсивному охлаждению. Указанные обстоятельства приводят к местному повышению градиента напряжения.

Таким образом, повышение давления газа, в котором горит дуга, приводит к возрастанию продольного градиента напряжения в дуге. Экспериментально установлена следующая зависимость градиента напряжения в устойчиво горящей дуге от давления:

Некоторые средние значения продольного градиента напряжения в охлаждаемой в масле дуге, полученные опытным путем, приведены в табл. 6-1.

Падение напряжения на стационарной дуге распределяется неравномерно вдоль дуги. Картина изменения падения напряжения С7Д и продольного градиента

Для гашения электрической дуги (см. § 5-4) необходимо создать условия, при которых падение напряжения на дуге превосходило бы напряжение сети. Согласно (5-1) гасить дугу можно: а) увеличивая ее длину (растягивая), б) воздействуя на ее ствол и добиваясь повышения продольного градиента напряжения и в) используя околоэлектродные падения напряжения.