Зависимость процессов в дугогасительной решетке от радиуса движущейся электрической дуги
Аннотация
В электрических аппаратах, содержащих дугогасительную решетку, дуга возникает на контактах, расположенных между относительно широко расставленными изоляционными стенками, а затем перемещается электромагнитными силами в область, занятую пластинами решетки. Электрическая дуга представляет собой сложное явление, в котором большое количество физических взаимодействий происходит за очень короткое время. Анализ и расчет дуговых процессов в дугогасительных устройствах электрических аппаратов обусловливает совместное рассмотрение термогазодинамических, кинетических, электрических (сетевых), дуговых, механических процессов. Это существенно осложняет поиск приемлемых моделей, и сейчас нет общепринятых моделей, которые удовлетворяли бы всем этим требованиям. Трудности решения уравнений, которые базируются на общих принципах термодинамики и законах механики сплошных сред, связаны, в частности, с достоверностью граничных и начальных условий, которые обычно выбираются с учетом экспериментальных данных (техника эксперимента при изучении дуги достаточно сложна и имеет высокую стоимость). На протяжении многих лет разработано множество методов моделирования электрической дуги. Следует отметить три основных типа моделей электрической дуги: физическую модель; модель «чёрного ящика»; параметрическую модель. Представленные модели не могут показать все физические процессы в электрической дуге, но могут описать изменение основных параметров. Физические процессы, сопровождающие прохождение дуги, могут замедлить её перемещение или даже остановить, что может привести к аварии. В связи с этим очень важно параметры дугогасительной решётки выбирать такими, чтобы она оказывала наименьшее сопротивление прохождению дуги. И, в первую очередь, важно оценить радиус канала электрической дуги. Статья посвящена расчёту радиуса канала электрической дуги. Приведённые в ней расчёты могут оказаться полезными при выборе параметров пластин дугогасительной решётки.
Литература
2. Miller H.C. Anode Phenomena, in Handbook of Vacuum Science and Technology. Fundamentals and Applications/Еd. by R.L. Boxman, Noyes Publications, 1995, pp. 308–366.
3. Энгельшт В.С., Гурович В.Ц., Десятков Г.А. и др. Теория столба электрической дуги. Т.1. Низкотемпературная плазма. Новосибирск: Наука СО, 1990, 376 с.
4. Slade P.G. The Vacuum Interrupter. Theory, Design and Application. NY: CRC Press. 2008, ch. 2, 510 р.
5. Аверьянова С.А. Теория гашения дуги в электрических аппаратах. Взаимодействие дуги отключения с газовым потоком в выключателях высокого напряжения: Учебное пос. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2015, 68 с.
6. Nitu C., Mihalache C., Anghelita P., Pavelescu D. Comparison between model and experiment in studying the electric arc. –Journal of Optoelectronics and ADvanced materials, 2008, vol. 10, No. 5, pp. 1192–1196.
7. Шахтарин Б.И., Ковригин В.А. Методы спектрального оценивания случайных сигналов. М.: Гелиос, 2005, 248 с.
8. Ильин A.C., Шипицын В.В. Влияние геометрии и материала элементов дугогасительной камеры на процессы гашения дуги в высоковольтной аппаратуре. – Научные труды II Отчетной конф. молодых ученых УГТУ-УПИ, Екатеринбург, 2002, с. 411–412.
9. Брон О.Б., Куклев Ю.В., Лярский Б.А. Газодинамические процессы в камерах электрических аппаратов с дугогасительной решёткой. – Электротехническая промышленность. Аппараты низкого напряжения, 1976, № 4 (53).
10. Брон О.Б., Жигайло Е.Ф., Куклев Ю.В., Лярский Б.А., Шевцов В.Д. Газодинамические характеристики дугогасительных устройств. – Электротехническая промышленность. Аппараты низкого напряжения, 1980, № 2(87).
#
1. Baranov M.I. Izbrannyye voprosy elektrofiziki, t. 2, kn. 2. Teoriya elektrofizicheskikh effektov i zadach (Selected Questions of Electrophysics, vol. 2, vol. 2. The theory of electrophysical effects and tasks). Khar’kov: Tochka, 2010, 407 p.
2. Miller H.C. Anode Phenomena, in Handbook of Vacuum Science and Technology. Fundamentals and Applications/Еd. by R.L. Boxman, Noyes Publications, 1995, pp. 308–366.
3. Engel’sht V.S., Gurovich V.TS., Desyatkov G.A. at al. Teoriya stolba elektricheskoy dugi. T.1. Nizkotemperaturnaya plazma (The theory of an electric arc column. T.1. Low temperature plasma). Novosibirsk: Nauka, SO, 1990, 376 p.
4. Slade P.G. The Vacuum Interrupter. Theory, Design and Application. NY: CRC Press. 2008, ch. 2, 510 р.
5. Aver’yanova S.A. Teoriya gasheniya dugi v elektricheskikh apparatakh. Vzaimodeystviye dugi otklyucheniya s gazovym potokom v vyklyuchatelyakh vysokogo napryazheniya: Uchebnoye pos. (Theory of arc quenching in electrical apparatus. The interaction of a tripping arc with a gas stream in high voltage circuit breakers: Educational pos.). SPb., Publ. of Polytechnic. University, 2015, 68 p.
6. Nitu C., Mihalache C., Anghelita P., Pavelescu D. Comparison between model and experiment in studying the electric arc. – Journal of Optoelectronics and ADvanced materials, 2008, vol. 10, No. 5, pp. 1192–1196.
7. Shakhtarin B.I. Kovrigin V.A. Metody spektral’nogo otsenivaniya sluchaynykh signalov (Methods for spectral estimation of random signals).M.: Gelios, 2005, 248 p.
8. Il’in A.C., Shipitsyn V.V. Vliyaniye geometrii i materiala elementov dugogasitel’noy kamery na protsessy gasheniya dugi v vysokovol’tnoy apparature. – Nauchnyye trudy II Otchetnoy konf. molodykh uchenykh UGTU-UPI (Influence of the geometry and material of the elements of the arcing chamber on the processes of arc quenching in high-voltage equipment. – Scientific works of the II Reporting Conf. young scientists USTU-UPI, Yekaterinburg, 2002, pp. 411–412.
9. Bron O.B., Kuklev YU.V., Lyarskiy B.A. Elektrotekhnicheskaya promyshlennost’. Apparaty nizkogo napryazheniya. – Russ. (Electrical industry. Low voltage devices),1976, No. 4 (53).
10. Bron O.B., Zhigaylo Ye.F., Kuklev YU.V., Lyarskiy B.A., Shevtsov V.D. – Elektrotekhnicheskaya promyshlennost’. Apparaty nizkogo napryazheniya – in Russ. (Gas-dynamic characteristics of arcing devices. – Electrical industry. Low voltage devices), 1980, No. 2(87).
