Один из первых вариантов конструкции КС, генерирующей аксиальное магнитное поле при протекании через неё тока. Стрелочками указан путь тока. 1. – токоведущий штырь; 2. – катушка, генерирующая магнитное поле; 3. – электрод; 4. – контактная накладка; 5. – разрез накладки.
Сильноточная вакуумная дуга.
Воздействие магнитного поля на СВД. Общие замечания.
Генерация в межэлектродном промежутке радиального (то есть перпендикулярного к оси дуги) магнитного поля (РМП) тоже позволяет повысить отключающую способность ВДК. Для генерации РМП также используется сам коммутируемый ток. Повышение отключающей способности при использовании РМП основано на ином эффекте. Дугу не пытаются предохранить от контракции, наоборот, создаётся такая конструкция электродов, называемая «спиральные электроды» (слева на рис), которая провоцирует контракцию дуги, и вынос ее канала на периферию электродных накладок. Получается петля тока, которая и генерирует РМП. Взаимодействие РМП с током, протекающим в канале дуги (осевым током), приводит к вращению дугового канала под действием силы Ампера и движению контрагированных привязок дуги по периферии накладки. Тепловой поток в электроды хотя и концентрирован, но быстро перемещается и потому не успевает прогреть металл на большую глубину. Перегретый тонкий поверхностный слой металла быстро остывает после прекращения тока и тем самым обеспечивается быстрое восстановление вакуума (быструю деионизацию межэлектродного промежутка) после погасания дуги. В настоящее время большинство производителей используют ВДК с КС, генерирующими АМП, несмотря на упомянутые выше проблемы этих КС, поскольку ВДК с АМП электродами имеют лучшее отношение максимального коммутируемого тока к диаметру электрода (Im / D). Существует и другой вариант КС с РМП (справа на рис.). КС имеет форму чашки с разрезанной стенкой и сплошной (не разрезанной) электродной накладкой. Эта конструкция КС обеспечивает не худшее, чем КС с АМП электродами, отношение Im / D, но само Im ограничено значением ~ 20 кА .
1
2
Варианты конструкций КС, генерирующих радиальное магнитное поле при протекании через них тока. Стрелочками указан путь тока. 1. – токоведущий штырь; 2. – электрод; 3. – контактная накладка.
Сопоставление зависимости максимального коммутируемого тока от диаметра электрода для КС, генерирующих АМП (1) и РМП (2, спиральные электроды).
Сильноточная вакуумная дуга.
СВД, стабилизированная однородным АМП. C.W. Kimblin, R. Voshall, “ Interrupting ability of vacuum interruters subjected to axial magnetic field”, Proc. IEE, 1972, v.119, no.12, pp.1754-1758. Измерения с переменным зазором при питании дуги полуволной тока 60 Гц амплитудой до 35 кА (измерения отключающей способности). Измерения с фиксированным зазором при питании постоянным током до 5 кА (использовалась камера с окнами для фотографирования). АМП создаётся внешними катушками. Питание катушек от независимого источника постоянного тока.
Вакуумная дуга постоянного тока, стабилизированная внешним аксиальным магнитным полем. Диаметр электродов 70 mm. a) зависимость параметров дуги с током I=4.2 kA длиной h=19 mm от индукции поля. 1. – потенциал “плавающего” экрана; 2. – напряжение дуги; 3. – ионный ток на заземлённый экран. b), c) – кадры скоростной съёмки дуги с током I=3 kA длиной h=28 mm; b) B=0 T, c) B=0.04 T. Катод вверху.
ВДК внутри катушек магнитного поля.
Основные результаты: - зависимость напряжения на дуге от индукции АМП при фиксированном токе имеет характерную V-образную форму, при некотором значении индукции напряжение минимально; - ионный ток на экран, окружающий дугу, монотонно падает с ростом индукции АМП; - ток, критический для образования анодного пятна, с ростом индукции АМП растёт; - отключающая способность КС растёт с ростом индукции АМП.
Сильноточная вакуумная дуга.
СВД, стабилизированная однородным АМП. Межэлектродный промежуток фиксирован, поджиг вспомогательным электродом, питание прямоугольным импульсом тока.
СВД, стабилизированная однородным АМП. Межэлектродный промежуток фиксирован, поджиг вспомогательным электродом, питание прямоугольным импульсом тока.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.