Дугогасительные камеры
Дугогасительные камеры — это специальные устройства, применяющиеся в системах дугогашения в различных электрических коммутационных аппаратах для предотвращения горения и быстрого гашения электрической дуги.
Устройство
Дугогасительная камера автоматического воздушного выключателя. На пластинках камеры виден след, оставленный дугой.
Дугогасительная камера представляет собой набор металлических (обычно железных) пластин определенной формы, покрытых медью или хромом (для улучшения проводимости и предотвращения окисления), закрепленных на определенном расстоянии друг от друга, между двумя пластинами выполненными из диэлектрика (электрокартона), или при большой предполагаемой мощности гасимой дуги, в камере из асбоцемента. В дугогасительных камерах повышенной мощности, применяются постоянные магниты или электромагниты, которые улучшают втягивание электрической дуги (магнитное дутьё).
Принцип действия
Дугогасительная камера сконструирована таким образом, что электрическая дуга, образующаяся при размыкании контактов коммутационных аппаратов, разгораясь, начинает следовать по пути наименьшего сопротивления, втягиваться в прорези металлических пластин дугогасительной камеры и гореть между пластинами по всей длине камеры. Втянувшись в камеру электрическая дуга удлиняется, режется пластинами камеры на несколько более маленьких по длине дуг, за счет этого быстрее деионизируется, охлаждается и гаснет. В дугогасительных камерах с магнитным дутьём, выполненным на постоянных магнитах или электромагнитах, дуга быстрее и лучше втягивается в камеру за счет воздействия на неё магнитного поля, образованного этими магнитами.
Применение
Дугогасительные камеры применяются в автоматических воздушных выключателях, магнитных пускателях (начиная со второй величины), контакторах, выключателях нагрузки и рубильниках, конструкция которых предусматривает наличие дугогасящих устройств.
Wikimedia Foundation . 2010 .
Тяговые и трансформаторные подстанции — Дугогасительные камеры быстродействующих выключателей постоянного тока
Быстродействующий автоматический выключатель характеризуется отключающей способностью, выражающейся наибольшим значением тока КЗ, который они надежно могут отключить при наиболее неблагоприятных условиях.
Быстродействующие автоматические выключатели принято классифицировать так: по назначению — линейные (фидерные) и катодные; по направленности действия — поляризованные, срабатывающие автоматически в зависимости не только от величины тока, но и от его направления, и неполяризованные, срабатывающие только в зависимости от величины тока; по способу достижения быстродействия — с пружинным, магнитопружинным и электромагнитным отключением. Основные электрические характеристики БВ, применяемых на тяговых подстанциях, приведены в табл. 3
Номинальное напряжение, В
Номинальный ток, А
Пределы токов уставки А
Наибольший ток отключения, А
Ток в цеп женин 11
включающей катушки
и при напряжении (220) В А
держа щей катушки
* Для двух последовательно включенных выключателей ЛБ-2/4 наибольший ток отключения— 40 000 А, а для ВАБ-43 — 27 000 А.
Рис. 36. Принцип гашения дуги постоянного тока
Гашение дуги в БВ осуществляется в дугогасительной камере с воздушной средой с применением магнитного дутья. Дугогаситель- ные камеры выполняют в виде двух асбоцементных стенок прямоугольной или веерной формы с небольшим постоянным или увеличивающимся кверху расстоянием между этими стенками. Пространство между стенками разделяют асбоцементными перегородками на щели, в которые под действием магнитного дутья втягивается дуга. БВ снабжены катушками магнитного дутья, которые расположены с наружной стороны дугогасительной камеры и включены последовательно в цепь постоянного тока, чем достигается интенсивное дутье при отключении токов КЗ, Катушку магнитного дутья включают так, чтобы создаваемый ею магнитный поток, воздействуя на дугу с током (как магнитное поле на проводник с током — по правилу левой руки), выталкивал ее вверх камеры, где она, удлиняясь и соприкасаясь с неионизированным воздухом, стенками и перегородками камеры, гасится.
Принцип гашения дуги постоянного тока рассмотрим на примере продольно-щелевой дугогасительной камеры. При расхождении главных контактов (подвижного П и неподвижного Н, рис. 36) образуется дуга с током I, которая, взаимодействуя с магнитным полем катушек магнитного дутья, условно показанных одной катушкой 6, быстро выталкивается силой F на главные рога I и 5, чем предотвращается оплавление главных контактов. Вследствие наличия дутья дуга переходит на вспомогательные рога 2 и 4, в результате чего включается в действие вспомогательная катушка магнитного дутья 3. При совместном действии главной и вспомогательной катушек магнитного дутья дуга получает дальнейшее удлинение. Удлиненная дуга при соприкосновении с холодными слоями воздуха, стенками и перегородками камеры интенсивно деионизируется и гаснет при токах, не превышающих отключающей способности выключателя. Дугогасительная камера такого типа применяется на БВ типа ВАБ-28. Недостаток камер этого типа заключается в том, что их конструкция не позволяет растягивать на большую длину дуги значительной мощности.
Дугогасительная камера лабиринтно-щелевого типа (рис. 37, а), способная растягивать дугу до 4,5 м, применяется на выключателях типа АБ-2/4.
Рис. 37. Лабиринтно-щелевая камера (а), полюсы камеры (б), растягивание дуги в камере (в, г)
Магнитное дутье в камере осуществляется сильно развитыми полюсами (на рис. 37, б показано правильное положение лучей полюса), прилегающими к камере снаружи с обеих ее сторон. Полюсы П устанавливают на магнитопроводе М дугогасительных катушек. Стенки камеры непараллельны и расходятся кверху.
С внутренней стороны стенок камеры имеются клинообразные перемежающиеся перегородки (рис. 37, в), расходящиеся из одного центра по радиусам (см. рис. 37, а и г). Эти перегородки (см. рис. 37, в) образуют зигзагообразную щель — лабиринт, по которой растягивается дуга. Дугогасительные рога 1 и 4 размещены внутри камеры. Первый из них закрепляется изолированно от стенок и деталей на пластмассовом держателе 2, второй является продолжением шарнира 5, с помощью которого камеру устанавливают на выключателе. Внизу для входа дуги в камеру имеется небольшое окно между дугогасительными рогами.
В верхней части камеры лабиринт прерван и установлены пламегасительные решетки 3, представляющие собой пакеты тонких стальных пластин, служащие для охлаждения и деионизации пламени, сопровождающего дугу. Правильное гашение дуги в камере обеспечивается, если щели лабиринта одинаковые (см. рис. 37, г).
Лабиринтно-щелевая камера способна гасить дуги с током до 20 кА. Для отключения больших токов необходимо дугу растянуть до 5—6 м. В этом случае дуга, растягиваясь по лабиринтным щелям, не гаснет. Магнитное дутье выталкивает дугу за пределы камеры, и она, ионизируя воздушную среду, перебрасывается на заземленные металлические конструкции, вызывая пожар в РУ-3,3 кВ. По этой причине на фидерах 3,3 кВ устанавливают по два БВ типа АБ-2/4. В двух БВ дугу можно растягивать до 8—9 м, не опасаясь выброса ее за пределы камер.
Дугогасительная камера с автоматическим включением активного сопротивления в отключаемую цепь самой дугой и одновременным дроблением дуги на ряд мелких дуг значительно повышает отключающую способность выключателя любого типа.
На ацеидовой плите 2 (рис. 38) с ацеидовыми фигурными брусьями 8, являющимися основанием камеры, уложены пакеты 7. Эти пакеты набраны из скоб 3, изготовленных из полосового фехраля. В средней части камеры между пакетами уложен каскад раздвоенных U- образных рогов 5 из круглых латунных стержней. Использование латуни вызвано тем, что из нее при высокой температуре выделяются пары олова, оказывающие деионизирующее воздействие на горящую дугу. Применение U-образных рогов обеспечивает равномерное распределение напряжения по высоте камеры, снижая величину напряжения па рогах до значения, при котором в любом месте камеры исключается повторное зажигание угасающей дуги вследствие возникающей при этом э. д. с. самоиндукции. Обе ацеидовые плиты, в которых заключены пакеты 7, снабжены отверстиями 6, через которые при гашении дуги выбрасываются газы из камеры. Этим достигается снижение высокого давления, опасного для целостности камеры, охлаждение и деионизация газов вследствие соприкосновения их с холодным воздухом. Зажимы 9 предназначены для электрического соединения камеры с контактами выключателя. Разветвления U-образных рогов изолированы ацеидовыми прокладками 4.
Вдоль вертикальной оси камеры, начиная от горловины 10, расположена решетка 11 клиновидного типа (на рисунке для наглядности решетка показана повернутой на 90° по отношению к плоскости камеры). Решетка, составленная из клиньев с определенным углом заострения, способствует легкому прохождению газов внутрь камеры, вверх вдоль ее оси и препятствует движению газов в обратном направлении — вниз на контакты выключателя.
Из-за магнитного дутья выключателя и аэродинамического эффекта давления газов дуга легко проходит по щелям, обтекая клинья решетки, а затем автоматически включает фехралевые сопротивления в отключаемую цепь. Ток, протекая через фехралевые скобы (они образуют катушку при помощи замыкающих их дуг), создает магнитный поток, который вызывает дополнительную силу по удлинению дуги в камере и способствует включению новых скоб в отключаемую цепь. На рис. 38 буквами А, Б, В и Г показаны этапы включения дугой активного сопротивления в отключаемую цепь, дробления дуги на мелкие дуги и погасания дуги на рогах 1. Принцип работы данной камеры основан на условиях гашения дуги при искусственном понижении ординат U — IR (рис. 38, б) по отношению к вольт-амперной характеристике дуги и выведения э.д.с. самоиндукции ръ в область отрицательных значений. Дополнительно к этому дуги дробятся на ряд мелких дуг.
Рис. 38. Дугогасительная камера с автоматическим включением активного сопротивления в отключаемую цепь (а) и графики (б, в), характеризующие ее работу
На рис. 38, «приведены сравнительные кривые изменения тока во времени при отключении выключателя с лабиринтно-щелевой камерой (кривая ОАБВГ) с камерой с автоматическим включением активного сопротивления (кривая ОАБВ’Г). Для обеих кривых одинаково время нарастания до тока уставки срабатывания (точка А) и собственное время t1 до момента расхождения контактов (точка Б). Однако после расхождения контактов возрастание тока (точка В’) и времени у камеры с автоматическим включением сопротивления значительно меньше возрастания тока (точка В) и времени выключателя с лабиринтно-щелевой камерой.
Уменьшение нарастания тока после расхождения контактов из-за автоматического включения дугой активного сопротивления в отключаемую цепь и сокращение времени нарастания тока после расхождения контактов увеличили быстродействие выключателя и повысили его отключающую способность, так как камера с автоматическим включением активного сопротивления гасит дугу при токе.
Дугогасительная камера с деионной решеткой
Дугогасительные камеры с деионной решеткой являются одним из самых надежных и изученных способов гашения электрической дуги в силовых низковольтных коммутационных аппаратах.
Дугогасительные камеры с деионной решеткой широко применяются, как в серийно выпускаемых изделиях ИПК «Реконт» АО «ЧЭАЗ» таких как: контакторы серии МК, контакторы серии КМ, контакторы серий КТ, КТП, КТПВ, КЭ-16, КЭЧ1 и КЭЧ2, низковольтных автоматических выключателях; так и в разрабатываемых изделиях, таких как автоматические выключатели сери ВА 50 и ВА11, контакторы серии КПМ1 и КПМ2.
Принцип действия обычной дугогасительной камеры с деионной решеткой заключается в увеличении длины электрической дуги, возникающей в процессе коммутации контактов аппаратов под нагрузкой, с последующим ее интенсивным охлаждением за счет разделения дуги на ряд последовательно соединенных коротких дуг, горящих между металлическими пластинами, образующими решетку. Дугогасительные камеры являются устройствами управления электрической дугой, возникающей между контактами выключателя и представляющей собой физический процесс прохождения тока в среде ионизированных газов при термическом характере их ионизации. Камеры должны обеспечивать по возможности малое время гашения и малую энергию, выделяемую дугой (во избежание значительного перегрева контактов и самой камеры), отсутствие опасных перенапряжений при гашении дуги, приемлемые размеры конструкции. Конструкции применяемых камер зависят от назначения и отличаются разными способами гашения, позволяющими удовлетворить указанные требования без существенного усложнения и увеличения их габаритов.
Обычная конструкция дугогасительных камер представлена на рисунке 1.
1 – Пластины деионной решетки из ферромагнитного материала, 2 – корпус камеры , 3 – корпус решетки.
Аналогичная дугогасительная камера установлена на автоматических выключателях серии ВА 50.
По результатам проведения испытаний автоматических выключателей серии ВА 50 на номинальные токи до 4000 А на предельную коммутационную способность разработан вариант усовершенствованной конструкции дугогасительной камеры с применением газогенерирующих материалов, способствующих гашению дуги (Рисунок 2).
1 – корпус камеры, 2 – силовые контакты , 3 – Пластины деионной решетки со слоем газогенерирующего материала, 4 – пламегаситель.
Технической целью предлагаемой конструкции является сокращение времени гашения электрической дуги большой мощности при заданных габаритах дугогасительной камеры и уменьшение электрического износа камеры за счет:
— создания в изогнутых пополам на 180 градусов стальных пластинах (с изолированными друг от друга половинами) такой контур для токов коротких дуг, при котором электродинамические силы, действующие на дуги, всегда направлены вверх камеры (в отличие от случая применения традиционных плоских пластин в аналогах, где возможны торможения от электродинамических сил токов соседних дуг);
— обеспечения быстрого продвижение дуги по поверхности ферромагнитных пластин, так как опорные точки коротких дуг не задерживаются на одном месте, а значит, уменьшить оплавление пластин и исключить их прогорание;
— деионизации коротких дуг уже в начале их движения вдоль V-образных вырезов за счет газогенерциии вставок, торцы которых совпадают с торцами V-образных вырезов;
— быстрого завершения интенсивной деионизации продуктов горения дуги газами, выделяющимися под термическим воздействием из верхних концов газогенерирующих вставок, выступающих над ферромагнитными пластинами [1].
На данное конструктивное решение оформлена заявка и в последующем успешно получен патент №179395. Авторы патента: Агафонов Александр Николаевич, Афанасьев Андрей Владимирович.
Автор: АФАНАСЬЕВ АНДРЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ –заместитель директора управления-руководитель департамента НИОКР, Россия, Чебоксары
Список литературы
- Описание к патенту №179395.
Дугогасительные камеры к контакторам КТ-6020 и КТ-6030
ООО «Промсервис» предлагает дугогасительные камеры к контакторам КТ-6023 и КТ-6033.
Дугогасительная камера – часть электрическогого аппарата, предназначенная способствовать гашению электрической дуги и ограничивать распространение ионизированных газов и пламени.
| Информация для заказа: | |
| Д/к к КТ-6023 | 162,00 грн (с НДС) |
| Д/к к КТ-6033 | 288,00 грн (с НДС) |
| Вес, кг: | 0,310 / 0,980 |
- Заказать продукцию
- Технические характеристики
- Оплата и доставка
| Менеджер: | Василенко Сергей |
| Телефон / киевстар: | 098-20-100-87 |
| Телефон / мтс: | 095-600-16-44 |
| Факс: | 0462-65-15-44 |
| E-mail: | info@promservis.cn.ua |
| Минимальный ток срабатывания при коммутационном импульсе тока 30/60 мкс, А: | 150 |
| Диапазон срабатывания регистратора при волне импульсного тока 8/20 мкс с амплитудами, А | 200-10000 |
| Количество воздействий при волне импульсного тока 8/20 мкс с амплитудой 10 кА | 20 |
| Количество воздействий при волне импульсного тока 4/10 мкс с амплитудой 10кА | 2 |
| Контролируемое число срабатываний регистратора | 0-999 |
| Условия оплаты: | предоплата |
| Сроки отгрузки | 1-2 дня |
| Службы доставки /ежедневно/ | Новая почта, Ночной экспресс |
| — дополнительно: | Интайм, Деливери, САТ и др. |
| Доставка за счет: | покупателя |
Дугогасительная камера создает условия, способствующие гашению дуги в малом объеме и в наиболее короткое время при малом износе токоведущих частей (контактов и рогов); ограничение звукового и светового эффекта при гашении дуги, направление потока расплавленных и ионизированных газов в определенное место, где они не могут вызвать перебросов в результате резкого снижения диэлектрической прочности воздуха.
Дугогасительная камера состоит из двух перегородок опрессованных из асбоцемента, устанавливается при помощи фасонных гаек на щеках и фиксируется от проседания плоской пружиной, прикрепленной к щеке.
Дугогасительные камеры контактора КТ-6023 и КТ-6033 — часть электрическогого аппарата, предназначенная способствовать гашению электрической дуги и ограничивать распространение ионизированных газов и пламени.
Дугогасительные камеры контактора КТ-6023 и кт-6033 создают условия, способствующие гашению дуги в малом объеме и в наиболее короткое время, при минимальном износе токоведущих частей (подвижных и неподвижных силовых контактов контакторов).
Гашение электрической дуги
Ионизация — процесс отделения от нейтрали частиц одного или нескольких электронов и образование в следствии этого электронов и положительно заряженных частиц (ионов).
Термическая ионизация — это процесс ионизации под воздействием высоких температур.
Термоэлектронная эмиссия — явление испускания электронов с поверхности накаливания.
Автоэлектронная эмиссия — это явление испускания электронов под воздействием сильного электрического поля.
Рекомбинация — это процесс образования нейтральных частиц.
Диффузия — это процесс выноса заряженных частиц из межэлектронного промежутка в окружающее пространство. Интенсивность гашения дуги будет определяться интенсивностью этих процессов.
Дугогасительная камера с магнитным дутьем — дугогасительная камера с дутьем, в которой для перемещения дуги имеется катушка или постоянный магнит, создающие магнитное поле в зоне дуги.
Дугогасительная камера с узкой щелью — дугогасительная камера электрическогого аппарата, у которой существенным фактором при гашении дуги является охлаждение ее стенками камеры
Дугогасительная камера с деионной решеткой — дугогасительная камера электрическогого аппарата, в которой существенным фактором при гашении дуги является разделение ее на ряд последовательно соединенных коротких дуг, горящих между металлическими пластинами, образующими решетку.
Катушка магнитного дутья — катушка контактора, создающая магнитное поле для перемещения дуги в дугогасительной камере.
Дугогасительные рога электрическогого аппарата — электроды, предназначенные для обеспечения движения в определенном направлении электрической дуги, возникающей на контактах контактора, и облегчающие ее гашение.
Контактная информация:
Контактное лицо: Василенко Сергей Васильевич
Телефон: +38-098-20-100-87
Факс: +38-0462-65-15-44
E-mail: info@promservis.cn.ua
Адрес: ул. Боженко, 106, Чернигов, Украина, 14005