Електричні апарати (стр. 16 из 31)
В першому випадку, при аперіодичному процесі, напруга
не може бути більшою е.р.с. джерела 
.В другому випадку відновлювана напруга
може теоретично бути нескінченно велика, а практично вона не перевищує 2 . Частота, період і амплітуда коливань залежать від індуктивності, ємності, опору джерела та сітки. Частота, як правило, лежить в межах 1–2·103 Гц. Для активного навантаження струм і напруга співпадають по фазі із е.р.с. Струм і е.р.с. переходять через нуль одночасно – відновлювана напруга проміжку є рівною нулю. Тим самим вимикання активного навантаження проходить суттєво легше, ніж індуктивної. (рис. 9.8.в.).9.4 Вимикання змінного струму трьохфазної сітки
При вимиканні апаратом трифазного струму особливості процесу обумовлені тим, що струми в кожній із фаз проходять через 0 не одночасно, а із зсувом в часі. Характер процесу відключення трьохфазних індуктивних кіл пояснено на рис. 9.9. Припустимо, що в момент часу t0 усі три полюсиапарату розмикаються і на них виникають дуги.
1) Струм I фази i1, що першим проходить через нуль, в момент часу t1 переривається і в подальшому лишається рівним нулю. По двох інших фазах проходять струми i2 і i3, які мають стати рівними за величиною і знаходяться в протифазі.
2) В момент зникнення струму i1 відбувається скачкоподібна зміна фази і двох інших струмів, що лишились. Їх вектори змінять положення і будуть протилежними.
3) Амплітуди струмів i2 і i3 зменшуються в
раз.4) Починаючи з моменту часу t1, їх миттєві значення змінюються за синусоїдним законом.
5) В момент часу t2-3 обидва струми досягають нульового значення. Відбувається остаточне вимикання трифазного кола, дуги на полюсах 2 та 3 обриваються.
6) Характер зміни напруг на полюсах наступний: в момент t1, коли струм i1 припиняється, вектори напруг
і змінюються скачком. Вони тепер в протифазі одна до другої. Напруга 
, яка діє в фазі, що відключається першою, скачком зростає в 1.5, на величину 
.7) Таким чином, напруга на I-му полюсі буде відновлюватись від нуля до 3/2
.8)
В момент остаточного розриву трихфазного кола (це – момент t2-3) напруги на полюсах 2 та 3 відновлюються до значення 
.9) Після вимикання двох останніх фаз векторна діаграма напруг приймає свій початковий вигляд. Причому зміна напруги відбувається скачком.
Цей опис характера процесів зроблено для трьохфазного короткого замикання. Вид навантаження Н може вплинути на характер процесів.
Так, при вимиканні двигунів в обмотках статора з’являється проти е.р.с., що знаходиться в проти фазі з напругою джерела. Це приводить до зменшення відновлюваної напруги.
В процесі гасіння дуги змінного струму до переходу його через нульове значення відновлювана міцність міжконтактного проміжку є невеликою у вимикаючого апарату і, звичайно, в цей час не створюється необхідних передумов для гасіння дуги.
Інтенсивний ріст міцності наступає за переходом струму через нуль. Тому загальна умова гасіння дуги при змінному струмі відноситься до цієї стадії процесу.
Умова гасіння дуги змінного струму, що відноситься до розрахунку дугогасящих пристроїв формулюється так: дуга змінного струму буде погашена, якщо за переходом струму через нульове значення крива відновлюваної міцності міжконтактного проміжку вимикаючого апарату буде лежати вище кривої відновлюваної напруги на цьому проміжку.
Це – фактично повторення з певними уточненнями того, що було сказано в лекції 8, та на початку даної лекції, і є основним правилом для різних типів апаратів та кіл.
10. Дугогасіння. Дугогасильні решітки та камери
10.1 Загальні принципи гасіння дуги
На рис. 10.1 показано ВАХ дуги, в послідовно з’єднаному R, L колі, та характер розподілу потенціалу вздовж дуги від аноду до катоду. Відомо, що умова 
– умова гасіння дуги. 
Тобто, для гасіння дуги необхідно створювати такі умови, щоб спад напруги на дузі був більшим за напругу сітки. Гасити дугу можна кількома шляхами; використовуючи особливості розподілу напруги в областях між анодом і катодом. Для цього можна:
1) збільшити довжину дуги, розтягувати її;
2) діяти на повздовжній градієнт напруги на дуговому проміжку;
3) використовувати приелектродний спад напруги.
Головним іонізуючим фактором, що підтримує горіння дуги є термічна іонізація. Звідси випливає ідея гасіння дуги за рахунок її охолодження, бо при охолодженні знижується іонізація, а значить, дуговий стовп руйнується, бо існування стовпа зв’язане з термоелектронною емісією, іонізацією, рекомбінацією та дифузією частинок в стовпі дуги.
Дугу можна обдувати газом або рідиною. Можна переміщати через нерухомий газ чи рідину. Ефект охолодження буде тим самим. Переміщують дугу за допомогою магнітного поля. Гасити дугу можна також шляхом підвищення тиску в об’ємі, де розвивається (існує) дуга. Тоді енергія дуги витрачається на розігрів цього газу і відповідно до цього вона гасне.
Гасіння дуги високим тиском, що створюється дугою в щільно закритих камерах, застосовується в плавких запобіжниках.
→ 
Для використання приелектродного спаду напруги потрібно створити дугогасящі пристрої із багатьма електродами. Це – дугогасящі решітки.
10.2 Гасіння відкритої дуги в магнітному полі. Швидкість руху дуги на різних ділянках
На дугу діють електродинамічні сили, і дуга рухається (рис. 10.2).
Сила Ампера, коли магнітне поле є перпендикулярним до осі дуги, визначається формулою:
.Сила тертя, що діє при русі дуги, пропорційна квадрату швидкості:
,де
– коефіцієнт пропорційності.Звідси
– швидкість руху дуги. (10.1)В радіальному магнітному полі (рис. 10.3) дуга буде рухатись по спіралі, дуга не стабільна.
Чим швидше рухається дуга, тим більший градієнт напруги в стволі дуги.Для забезпечення переміщення дуги магнітне поле повинне бути перпендикулярним до осі дуги. Рівняння (10.1) дає якісну картину швидкості руху дуги, як функцію сили струму і магнітного поля. Як видно із 10.1, швидкість руху дуги прямопропорційна кореню квадратному із добутку сили струму на магнітну індукцію.
Розглянемо залежність швидкості руху від довжини дуги. Вона поділяється на три ділянки (рис. 10.4):I ділянка: прикатодна (її довжина від 0.5 до 2 мм.) тут існує не дуга, а перешийок із розплавленого металу; lI ≥ 0.5 мм. Залежить від типу електродів. Для мідних ~ 1 мм, для стальних – 2 мм;
II ділянка: перехідна. На ній існує крапельно-рідкий стан і плюс дуга. Якщо на першій ділянці швидкість дуже мала, то на другій швидкість різко зростає, що сприяє умовам гасіння дуги і зменшує руйнування контактів;
III ділянка: „власне дуга”. Під дією власного магнітного поля дуга намагається звернутись в спіраль, а зустрічний потік повітря намагається її розщепити. Гальмуюча дія цих факторів впливає на швидкість руху дуги.
10.3 Повздовжня щілина. Щілина з декількома перегородками
Дугу потрібно не просто гасити, а гасити в малому об’ємі, за короткий час, при малому зношуванні апарату.На рис. 10.5 представлена схематично повздовжня щілина, яка широко застосовується в сучасних апаратах.