Сильноточная вакуумная дуга.
Исследования дуги в ВДК для ВВ напряжений среднего класса.
Зависимость плотности тока на не разрезанной (приосевой) части электродной накладки (максимальной плотности тока) от тока. Вертикальной чертой отмечена отключающая способность КС.
Экстраполяция зависимости максимальной плотности тока от тока к значению отключающей способности ВДК с исследованной КС ( Iос = 48 кА) позволяет оценить предельную отключаемую плотность тока ~ 3,6 кА/см2. Эта плотность тока значительно превосходит среднюю отключаемую плотность тока Jос = Iос / S = 2,4 кА/см2.
Исследования СВД в реальной КС показали: - выведенное ранее в экспериментах с модельными КС условие B1 < B < B2 применимо и к СВД, горящей на электродах сложной геометрии в неоднородном АМП; - наличие в электродной накладке прорезей приводит к существенной недогрузке периферии током (отметим, что эта недогруженная током часть поверхности составляет основную часть площади накладки); - периферия накладки (r/R > 0,9) вовсе не нагружена током, т.к. индукция АМП над ней B / I < B1 / I. Площадь этой, не нагруженной током, части накладки составляет почти 20% (!). Можно думать, что по отключающей способности у этой КС есть большой запас.
Сильноточная вакуумная дуга.
Исследования дуги в ВДК для ВВ напряжений среднего класса.
Было предложено несколько вариантов модификации конструкции КС, отвечающие условию сохранения внешнего диаметра КС и несильного изменения конструкции, которая вполне оптимальна по другим параметрам (высоковольтные испытания, тепловой режим, механическая прочность). Расчёты АМП, генерируемого КС, заставили отбросить многие из этих вариантов, поскольку давали очень малый выигрыш по площади накладки, накрытой АМП с индукцией B / I > B1 / I. Оставшиеся два варианта были изготовлены и исследованы. Эти конструкции обозначены как КС1 и КС2.
Сравнение радиальных распределений индукции АМП, генерируемых различными КС
Сравнение радиальных распределений тока в различных КС. Распределения усреднены по полному углу
Сильноточная вакуумная дуга.
Исследования дуги в ВДК для ВВ напряжений среднего класса.
стандартная КС КС1 КС2
стандартная КС КС1 КС2
стандартная КС КС1 КС2
стандартная КС КС1 КС2
Зависимости плотности тока на неразрезанной (приосевой) части электродных накладок от тока в стандартной КС, КС1 и КС2. Вертикальными линиями отмечены отключающие способности стандартной КС и КС2.
Нормированные распределения плотности тока и эрозионные отпечатки (I = 45 kA) . a) cтандартная КС; b) КС2
Отметим, что испытания КС2 на отключающую способность показали, что предельная отключаемая плотность тока в этой КС несильно отличается от значения, полученного при испытаниях стандартной КС.
Видно, что расширение области на электроде, покрытой АМП с индукцией B / I > B1 / I, приводит к расширению зоны оплава на аноде.
Исследования указали правильное направление для усовершенствования конструкции и обеспечили возможность увеличения отключаемого тока на ~ 12%. Для более значительного увеличения отключаемого тока требуется кардинальное изменение конструкции. Как видим, понимание физических процессов, определяющих поведение дуги в ВДК, находит прямое практическое применение.
Литература.
1. Вакуумные дуги, под ред. Дж. Лафферти, пер. с англ., М., “Мир”, 1982, 432 стр. 2. Handbook of vacuum arc science and technology, ed. By R.L. Boxman at all, Park Ridge, New Jersey, USA, Noyes Publication, 1995. 3. H.C. Miller, A review of anode phenomena in vacuum arcs, Contrib. Plas. Phys., 1989, vol.29, no.3, pp.2233-2249. 4. С.М. Школьник, Вакуумная дуга, Энциклопедия низкотемпературной плазмы, под ред. В.Е. Фортова, том 2, стр.115 -132, М., «Наука», 2000. 5. S.M. Shkol’nik, Secondary plasma in the gap of high-current vacuum arc: origin and resulting effects, IEEE Trans.Plas.Sci., vol.31, no.5, pp.832-846, Oct.2003.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.