Для чего нужна дугогасительная камера
Дугогасительная камера
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 представляет собой набор металлических (обычно железных) пластин определенной формы, покрытых медью или хромом (для улучшения проводимости и предотвращения окисления), закрепленных на определённом 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 счёт 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 счёт воздействия на неё магнитного поля, образованного этими магнитами.
Применение
Дугогасительные камеры применяются в автоматических воздушных выключателях, магнитных пускателях (начиная со второй величины), контакторах, секционных изоляторах контактной сети, выключателях нагрузки и рубильниках, конструкция которых предусматривает наличие дугогасящих устройств.
Полезное
Смотреть что такое «Дугогасительная камера» в других словарях:
дугогасительная камера аппарата — Часть коммутационного аппарата, предназначенная способствовать гашению электрической дуги и ограничивать распространение ионизированных газов и пламени. [ГОСТ 17703 72] дугогасительная камера — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская,… … Справочник технического переводчика
дугогасительная камера с автодутьем — Дугогасительная камера с дутьем, в которой взаимное перемещение дуги и среды осуществляется под действием коммутируемого тока и существенно зависит oт eгo величины. [ГОСТ 17703 72] Тематики аппарат, изделие, устройство … Справочник технического переводчика
дугогасительная камера с деионной решеткой — Дугогасительная камера аппарата, в которой существенным фактором при гашении дуги является разделение ее на ряд последовательно соединенных коротких дуг, горящих между металлическими пластинами, образующими решетку. [ГОСТ 17703 72] Тематики… … Справочник технического переводчика
дугогасительная камера с дутьем — Дугогасительная камера аппарата, в которой приняты специальные меры для взаимного перемещения дуги и газовой и (или) жидкостной среды. [ГОСТ 17703 72] Тематики аппарат, изделие, устройство … Справочник технического переводчика
дугогасительная камера с магнитным дутьем — Дугогасительная камера с дутьем, в которой для перемещения дуги имеемся катушка или постоянный магнит, создающие магнитное поле в зоне дуги. [ГОСТ 17703 72] Параллельные тексты EN RU Miniature circuit breakers series S280 UC comply with Standard… … Справочник технического переводчика
дугогасительная камера с поперечным дутьем — Дугогасительная камера с дутьем, у которой газовый или жидкостный поток направлен поперек дугового столба. [ГОСТ 17703 72] Тематики аппарат, изделие, устройство … Справочник технического переводчика
дугогасительная камера с принудительным дутьем — Дугогасительная камера с дутьем, в которой взаимное перемещение дуги и среды осуществляется независимо от коммутируемого тока. [ГОСТ 17703 72] Тематики аппарат, изделие, устройство … Справочник технического переводчика
дугогасительная камера с продольным дутьем — Дугогасительная камера с дутьем, у которой газовый или жидкостный поток направлен вдоль дугового столба. [ГОСТ 17703 72] Тематики аппарат, изделие, устройство … Справочник технического переводчика
дугогасительная камера с узкой щелью — Дугогасительная камера аппарата, в которой существенным фактором при гашении дуги является охлаждение ее стенками камеры. [ГОСТ 17703 72] Тематики аппарат, изделие, устройство … Справочник технического переводчика
дугогасительная камера масляного выключателя — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN oil circuit breaker arc interruption chamber … Справочник технического переводчика
Дугогасительные камеры
Сфера применения дугогасительных камер
Само название «дугогасительная камера» несёт однозначную информацию про её назначение. Представляет собой выделенный объём в непосредственной близости от контактов, в котором эффективно и кратковременно гаснет электрическая дуга.
Фотографии электротехники и дугогасительных устройств:
  | Дугогасительные камеры автоматического выключателя АП50Б на 1,6 ампера, встроенные на его крышке |
 | Деионная решётка, снятая с трёхполюсного автоматического выключателя АЕ 2056 на 125 ампер |
 | Фотография промышленного автоматического выключателя ВА 57-35 на 100 ампер со скрученной лицевой крышкой, вверху слева снята дугогасительная камера |
 | Снизу на фотографии просматриваются дугогасительные камеры («окружают» главные контакты) селективного автоматического выключателя ВА 55-41 на номинальный ток 1000 ампер |
  | Дугогасительная камера реверсивного выключателя-разъединителя ВР32-39 на 630 ампер и фотография самого аппарата рядом |
Опасности связанные с горением дуги
Устройство или конструкция дугогасительной камеры
Дополнительно пластины могут покрывать слоем меди или хрома, что приводит к повышению электропроводимости и стойкости к появлению окислов.
Пластины закрепляют веером, чтобы при движении дуги вызывалось её удлинение.
Изоляционным основанием является электротехнический картон либо термостойкий пластик.
V-образный вырез необходим для увеличения зоны захвата. В этом вырезе перемещается подвижный контакт (следовательно, форма выреза пропорциональна облику контакта).
Замедленная съёмка гашения электрической дуги в модульном выключателе ABB:
Процессы на деионной решётке
При горении электрической дуги решающим фактором является увеличенная температура, которая запускает механизмы термической ионизации.
Она сопровождается свечением всего объема, в котором появляются ионизированные газы. Большое скопление ионов ведёт к возникновению хорошей проводимости, сравнимой с электрическими свойствами самого проводника. Пары меди, испаряющиеся с поверхности контактов, поддерживают горение.
То есть для успешного гашения снижают температуру в стволе дуги с помощью:
Электрическая дуга заходит на кромки стальных пластин, так как старается проходить по участкам с наименьшим электрическим сопротивлением. Минимальное сопротивление именно на деионной решётке, поэтому она втягивается в зазоры, тем самым рассекаясь, и гаситься при переходе переменного напряжения через ноль.
Дополнительная информация
Аппараты, в которых вмонтированы дугогасительные камеры, коммутируют активные, смешанные активные и индуктивные нагрузки, включая умеренные перегрузки, и цепи с высокими индуктивными нагрузками.
Для обеспечения большей эффективности гашения, конструктивно некоторые дугогасительные устройства:
В частности для автоматических выключателей, на выходе из дугогасительных камер устанавливают искрогасители. Выброс разогретых коммутационных газов производится через них. В близости от зоны выброса не должны располагаться горючие материалы, кроме того нормируется минимальное расстояние до ближайших металлических частей.
Если разъединитель не снабжён дугогасительными камерами, и служит для пропускания тока и разъединения электрической сети без нагрузки, рядом с его рукояткой, в случае проведения ремонтных либо профилактических работ, следует предусматривать надпись «Не отключать под нагрузкой» и обеспечить её видимость. Когда такие устройства монтируют в низковольтных комплектных устройствах, то для исключения непреднамеренного (случайного) воздействия на рукоятку персоналом (человеческий фактор, который может привести к авариям и пожарам), используют съёмную рукоятку.
ДУГОГАСИ́ТЕЛЬНОЕ УСТРО́ЙСТВО
Том 9. Москва, 2007, стр. 395
Скопировать библиографическую ссылку:
ДУГОГАСИ́ТЕЛЬНОЕ УСТРО́ЙСТВО (дугогасительная камера), узел электрич. аппарата (выключателя, контактора), предназначенный для гашения электрич. дуги, возникающей при размыкании контактов. Гашение дуги в Д. у. осуществляется путём её интенсивного охлаждения, растягивания или расщепления на неск. коротких дуг, сопровождаемого деионизацией межконтактного промежутка. Д. у. электрич. аппаратов, работающих при напряжениях до 1 кВ, обычно выполняют в виде камеры из дугостойкого электроизоляционного материала (напр., керамики, асбоцемента, спец. пластмасс), внутри которой делаются перегородки. Электрич. дуга затягивается в камеру магнитным полем, создаваемым током отключения, протекающим по дугогасит. катушкам, или постоянными магнитами. В результате охлаждения дуги стенками Д. у. и деионизации резко возрастает сопротивление межконтактного промежутка и сила тока в цепи уменьшается до нуля. В мощных низковольтных выключателях для гашения дуги применяют также деионные решётки – системы расположенных определённым образом и изолированных друг от друга металлич. пластин, устанавливаемые в камере. Дуга втягивается в решётку под действием электромагнитных сил, при этом она разбивается на ряд последовательных коротких дуг. Для облегчения втягивания дуги в пластинах выполняют клинообразные вырезы. Такие Д. у. эффективны в автоматич. выключателях, когда не требуются частые коммутации электрич. цепей.
Как происходит гашение электрической дуги в автоматических выключателях
Автоматический выключатель должен обеспечивать гашение дуги при всех возможных режимах сети.
В автоматических выключателях нашли применение два исполнения дугогасительных устройств — полузакрытое и открытое.
В полузакрытом исполнении автоматический выключатель закрыт кожухом, имеющим отверстия для выхода горячих газов. Объем кожуха делается достаточно большим, чтобы избежать появления внутри кожуха больших избыточных давлений. При полузакрытом исполнении зона выброса горячих и ионизированных газов составляет обычно несколько сантиметров от выхлопных щелей. Такое конструктивное решение применяется в автоматических выключателях, монтируемых рядом с другими аппаратами, в распределительных устройствах, в автоматах с ручным управлением. Предельный ток автоматического выключателя не превышает 50 кА.
При токах 100 кА и выше в автоматических выключателях применяются камеры открытого исполнения с большой зоной выброса. Полузакрытое исполнение применяется, как правило, в установочных и универсальных автоматах, открытое — в быстродействующих и автоматах на большие предельные токи (100 кА и выше) или большие напряжения (выше 1000В).
Способы гашения электрической дуги в установочных и универсальных автоматических выключателях
В автоматических выключателях массового применения (установочных и универсальных) широкое применение получила деионная дугогасительная решетка из стальных пластин. Поскольку автоматические выключатели должны работать как на переменном, так и на постоянном токе, число пластин выбирается из условия отключения цепи постоянного тока. На каждую пару пластин должно приходиться напряжение менее 25 В.
В цепях переменного тока с напряжением 660 В такие дугогасительные устройства обеспечивают гашение дуги с током до 50 кА. На постоянном токе эти устройства работают при напряжении до 440 В и отключают токи до 55 кА. В дугогасительных устройствах со стальными пластинами гашение происходит спокойно, с минимальным выбросом ионизированных и нагретых газов из дугогасительного устройства.
Виды дугогасительных камер автоматических выключателей
При больших токах применяются лабиринтно-щелевые камеры и камеры с прямой продольной щелью. Втягивание дуги в щель осуществляется магнитным дутьем с катушкой тока.
Продольно-щелевая камера может иметь несколько параллельных щелей неизменного сечения. Это уменьшает аэродинамическое сопротивление камеры и облегчает вхождение дуги с большим током в щели. Вначале дуга разбивается на ряд параллельных волокон. Но затем из всех параллельных ветвей остается лишь одна, в которой окончательно происходит гашение. Стенки камеры и перегородки изготавливаются из асбоцемента.
В лабиринтно-щелевой камере постепенное вхождение дуги в зигзагообразную щель не создает высокого аэродинамического сопротивления при больших токах. Узкая щель повышает градиент напряжения в дуге, что сокращает необходимую длину дуги при гашении. Зигзагообразная форма щели уменьшает габариты автомата.
В лабиринтно-щелевой камере осуществляется интенсивное охлаждение дуги стенка-ми камеры. Ввиду того что дуга отдает большое количество тепла стенкам щели, материал камеры должен обладать высокой теплопроводностью и температурой плавления.
Для того чтобы не происходило разрушение камеры от высокой температуры, необходимо, чтобы дуга двигалась непрерывно с большой скоростью. Это требует создания мощного магнитного поля на всем пути движения дуги в щели. При недостаточной скорости движения происходит разрушение дугогасительного устройства.
В качестве материала для камеры применяется кордиерит. Газообразующие материалы типа фибры, органического стекла не применяются из-за повышения аэродинамического сопротивления.
В настоящее время с целью упрощения конструкции (отказ от мощных и сложных систем магнитного дутья) вновь возвращаются к идее деионной стальной решетки. Стальные пластины, имеющие паз для дугогасительных контактов создают усилие, перемещающее дугу. В отличие от обычной решетки дуга соприкасается с изолированными стальными пластинами: гашение происходит так же, как в камере с поперечными изоляционными перегородками, но при отсутствии специальной магнитной системы, двигающей дугу.
Влияние электрической дуги на контакты автоматических выключателей
Наиболее ответственной частью токоведущей цепи автоматических выключателей являются контакты. При номинальных токах до 200 А в автоматических выключателях применяется одна пара контактов, которые для увеличения дугостойкости могут быть облицованы металлокерамикой.
Большие номинальные токи требуют применения в автоматических выключателях двухступенчатого контакта типа перекатывающегося моста или пары основных и дугогасительных контактов. Основные контакты автоматических выключателей облицовываются либо серебром, либо металлокерамикой (серебро, никель, графит). Дугогасительный неподвижный контакт покрывается металлокерамикой СВ-50 (серебро, вольфрам), подвижный СН-29ГЗ. В автоматичекских выключателях применяется металлокерамика и других марок.
В автоматических выключатлелях на большие номинальные токи применяется включение нескольких параллельных пар основных контактов.
В быстродействующих автоматических выключателях с целью уменьшения собственного времени применяются исключительно торцевые контакты, имеющие малый провал. Контакты изготавливаются из меди и поверхности касания подвергаются серебрению. В связи с ростом номинального тока и относительно высоким сопротивлением контактов автоматических выключателей, в настоящее время, проводятся работы по искусственному охлаждению контактов с помощью жидкости. Такое решение задачи позволяет сохранить малую массу и быстродействие автоматического выключателя и увеличить длительный ток с 2500 до 10 000 А.
Устойчивость контактов автоматических выключателей при включении на короткое замыкание
Устойчивость контактов автоматических выключателей при включении на короткое замыкание зависит от скорости нарастания давления в контактах. При амплитуде включаемого тока более 30 — 40 кА применяют автоматы моментного действия, у которых скорость движения контактов и нажатие в них не зависят от скорости перемещения включающей рукоятки.
В универсальных автоматических выключателях, работающих селективно, создается намеренная выдержка времени при протекании тока короткого замыкания.
Во избежание сваривания контактов автоматического выключателя обязательно применяется электродинамическая компенсация. При протекании тока в дугогасительном контуре на проводник, несущий неподвижный дугогасительный контакт автоматического выключатлеля, действует электродинамическая сила, увеличивающая нажатие контактов.
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Подписывайтесь на наш канал в Telegram!
Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:
Опишите принцип действия дугогасительных устройств, используемых в контакторах и автоматах. Укажите, в каких случаях применяются те или иные дугогасительные устройства.
Дугогасительная камера (дугогасительная решётка) — специальное устройство, применяющиеся в приспособлениях дугогашения в различных электрических коммутационных аппаратах для предотвращения горения и быстрого гашения электрической дуги.
Простейшая дугогасительная решётка, применяемая, к примеру, в секционных изоляторах может быть выполнена в виде двух пластин, расположенных под углом. Дуга, продвигаясь по пластинам, растягивается, охлаждается и гаснет.
Дугогасительные камеры применяются в автоматических воздушных выключателях, магнитных пускателях (начиная со второй величины), контакторах, электромагнитных выключателях, секционных изоляторах контактной сети, выключателях нагрузки и рубильниках, в конструкции некоторых из них предусмотрены дугогасящие устройства.
В автоматических выключателях нашли применение два исполнения дугогасительных устройств — полузакрытое и открытое.
В полузакрытом исполнении автоматический выключатель закрыт кожухом, имеющим отверстия для выхода горячих газов. Объем кожуха делается достаточно большим, чтобы избежать появления внутри кожуха больших избыточных давлений. При полузакрытом исполнении зона выброса горячих и ионизированных газов составляет обычно несколько сантиметров от выхлопных щелей. Такое конструктивное решение применяется в автоматических выключателях, монтируемых рядом с другими аппаратами, в распределительных устройствах, в автоматах с ручным управлением. Предельный ток автоматического выключателя не превышает 50 кА.
При токах 100 кА и выше в автоматических выключателях применяются камеры открытого исполнения с большой зоной выброса. Полузакрытое исполнение применяется, как правило, в установочных и универсальных автоматах, открытое — в быстродействующих и автоматах на большие предельные токи (100 кА и выше) или большие напряжения (выше 1000В).
В автоматических выключателях массового применения (установочных и универсальных) широкое применение получила деионная дугогасительная решетка из стальных пластин. Поскольку автоматические выключатели должны работать как на переменном, так и на постоянном токе, число пластин выбирается из условия отключения цепи постоянного тока. На каждую пару пластин должно приходиться напряжение менее 25 В.
В цепях переменного тока с напряжением 660 В такие дугогасительные устройства обеспечивают гашение дуги с током до 50 кА. На постоянном токе эти устройства работают при напряжении до 440 В и отключают токи до 55 кА. В дугогасительных устройствах со стальными пластинами гашение происходит спокойно, с минимальным выбросом ионизированных и нагретых газов из дугогасительного устройства.
При больших токах применяются лабиринтно-щелевые камеры и камеры с прямой продольной щелью. Втягивание дуги в щель осуществляется магнитным дутьем с катушкой тока.
Продольно-щелевая камера может иметь несколько параллельных щелей неизменного сечения. Это уменьшает аэродинамическое сопротивление камеры и облегчает вхождение дуги с большим током в щели. Вначале дуга разбивается на ряд параллельных волокон. Но затем из всех параллельных ветвей остается лишь одна, в которой окончательно происходит гашение. Стенки камеры и перегородки изготавливаются из асбоцемента.
В лабиринтно-щелевой камере постепенное вхождение дуги в зигзагообразную щель не создает высокого аэродинамического сопротивления при больших токах. Узкая щель повышает градиент напряжения в дуге, что сокращает необходимую длину дуги при гашении. Зигзагообразная форма щели уменьшает габариты автомата.
В лабиринтно-щелевой камере осуществляется интенсивное охлаждение дуги стенка-ми камеры. Ввиду того что дуга отдает большое количество тепла стенкам щели, материал камеры должен обладать высокой теплопроводностью и температурой плавления.
Для того чтобы не происходило разрушение камеры от высокой температуры, необходимо, чтобы дуга двигалась непрерывно с большой скоростью. Это требует создания мощного магнитного поля на всем пути движения дуги в щели. При недостаточной скорости движения происходит разрушение дугогасительного устройства.
В качестве материала для камеры применяется кордиерит. Газообразующие материалы типа фибры, органического стекла не применяются из-за повышения аэродинамического сопротивления.
В настоящее время с целью упрощения конструкции (отказ от мощных и сложных систем магнитного дутья) вновь возвращаются к идее деионной стальной решетки. Стальные пластины, имеющие паз для дугогасительных контактов создают усилие, перемещающее дугу. В отличие от обычной решетки дуга соприкасается с изолированными стальными пластинами: гашение происходит так же, как в камере с поперечными изоляционными перегородками, но при отсутствии специальной магнитной системы, двигающей дугу.