Одним из способов гашения дуги, применяемых в ДУ, является гашение дуги с помощью газового
дутья.
ДУ газового дутья могут быть выполнены с автодутьем (газогенерирующие) и с принудительным
внешним дутьём (импульсные). В первых газы, необходимые для создания газового дутья, образуются
за счёт энергии самой дуги. Разрыв цепи осуществляется в газогенерирующей среде.
Газогенерирующей средой обычно является минеральное масло или какие-либо твёрдые газогенери-
рующие материалы – органическое стекло, фибра и другие, из которых выполняются детали, соприка-
сающиеся с дугой.
Под действием высокой температуры дуги, возникшей на разрыве, газогенерирующая среда выде-
ляет газы, которые и создают поток, воздействующий на дугу. Чем больше отключаемый ток, тем
больше энергия дуги, интенсивнее газообразование и воздействие среды на дугу.
Таким образом, интенсивность газового автодутья зависит от величины отключаемого тока.
ДУ этого типа нашли применение в масляных и автогазовых выключателях, трубчатых плавких
предохранителях и т.д.
В ДУ с принудительным внешним дутьем энергия, необходимая для образования газового дутья,
обеспечивается внешним источником. Дуга подвергается воздействию струи сжатого газа, подаваемого
извне в межконтактный промежуток, и поэтому интенсивность воздействия газовой струи (дутья) на
дугу не зависит от значения отключаемого тока.
ДУ с внешним дутьем широко применяют в воздушных выключателях, где для гашения дуги ис-
пользуется струя сжатого воздуха.
Рассмотрим кратко механизм газового дутья. При больших скоростях газа, воздействующего на ду-
гу, имеет место беспорядочное вихреобразное (турбулентное) движение частиц газа, турбулентность
газовой среды повышает эффективность гашения дуги. Если в ламинарном газовом потоке структура
дуги однородна при одинаковой и очень высокой плотности носителей заряда по сечению столба дуги,
то в турбулентном газовом потоке дуговой столб размывается, расщепляется на ряд проводящих кана-
лов и нитей, концентрация носителей заряда по сечению дугового столба становится различной. По-
следнее объясняется тем, что частицы газа турбулентного потока, обладающие большими скоростями,
направленными в толщу дугового столба, расталкивают ионизированные частицы и перемешиваются с
ними.
В момент прохождения тока через нуль, когда интенсивность ионизации резко падает, концентра-
ция ионов в дуговом промежутке быстро выравнивается, что ведёт к усилению рекомбинации ионов, и,
следовательно, к увеличению скорости деионизации. В результате электрическая прочность межкон-
тактного промежутка быстро возрастает, а структура его становится однородной, но при значительно
меньшей плотности носителей заряда.
Одним из способов дальнейшего увеличения номинальных напряжений, отключаемых выключате-
лями, и допустимых токов короткого замыкания является применение новых дугогасящих газов ДУ.
Наилучшие результаты были получены с электротехническим газом – элегазом (
SF
6
).
2. ЭЛЕГАЗ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ В ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИИ
ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ
2.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
2.1.1. Свойства элегаза как дугогасящей среды
Выключатели высокого напряжения РУ предназначены для включения и отключения электриче-
ских цепей в самых различных условиях, а именно: в нормальных режимах, когда ток относительно мал
и отстает или опережает по фазе напряжение сети; при коротком замыкании, когда ток исчисляется де-
сятками и даже сотнями тысяч ампер, а сдвиг по фазе между напряжением и током близок к 90°. Пара-
метры восстанавливающегося напряжения могут быть самыми различными.
Дальнейшее повышение номинального напряжения и номинального тока в воздушных выключателях
наталкивается на большие трудности (давление воздуха в ДУ достигает 4 МПа, что требует больших за-
трат на создание механически прочной и работоспособной конструкции выключателя).