Устройство контактно-дугогасительной системы

Поскольку важнейшим узлом контактора является контактно-дугогасительная система, подробно рассмотрим особенности её конструкции. Наиболеераспространенный вариант исполнения дугогасителъной системы контакторовв упрощенном виде представлен на Рисунке 4.

Для гашения электрической дуги при размыкании контактов применяются различные системы. Наиболее распространенными являются щелевые камеры с магнитным дутьем. Различают системы с последовательным (катушка тока) и параллельным (катушка напряжения) включением катушки, предназначенной для создания магнитного поля.

В устройствах дугогашения с магнитным дутьем катушка 24 размешаетсяна сердечнике 1, который вместе с двумя пластинами 25 образует магнитопровод, охватывающий камеру 4 с обеих сторон и обеспечивающий подведениемагнитного потока Ф в зону горения дуги Д между контактами 2 и 5.

При взаимодействии магнитного потока Ф с током дуги последняя перемещается вверх по контактам, переходит на дугогасительные рога (не показаны) и значительно удлиняется. Далее дуга Д попадает в щелевую часть камеры 4, интенсивно охлаждается и гаснет. Таким образом, ток главной цепи,то есть ток дуги через нагрузку прекращается.

При последовательном магнитном дутье катушка 24 включается в цепькоммутируемого тока и её сечение рассчитывается на величину этого тока.При параллельном магнитном дутье катушка включается на полное напряжение главной цепи.

Катушка последовательного магнитного дутья 24 обычно имеет от двухдо десяти витков и выполняется в виде наматываемой на ребро шины прямоугольного сечения (без изоляции) с воздушными промежутками между витками. Катушка параллельного магнитного дутья имеет значительное число витковс изоляцией, рассчитанной на напряжение главной цепи. В обоих исполнениях взаимодействие магнитного поля с током дуги должно приводить к появлению силы , перемещающей дугу Д в камеру.

Если представить дугу Д как проводник длиной l с током I, помещенный в магнитное поле с индукцией B, то сила перемещения , воздействующая на дугу, определяется как

,                                     (1)

где j – угол между вектором магнитной индукции B и вектором длины l.

Если учесть, что в системах магнитного дутья угол j = 90º, и индукция , то (1) преобразуется к виду

H – напряжённость магнитного поля.

Рисунок 4. Щелевая дугогасительная камера с магнитным дутьём. Обозначение позиций соответствует рисунку 1.

Если принять допущение о том, что магнитопровод системы магнитногодутья в процессе работы не насыщается, то напряженность магнитного поля взоне горения дуги

,              (3)

где w – количество витков катушки магнитного дутья;

– расстояние между полюсами дугогасительной камеры.

Далее необходимо учесть, что при последовательном дутье ток в катушкеравен коммутируемому току, а при параллельном дутье определяется соотношением

,

где U – напряжение главной цепи;

R – электрическое сопротивление обмотки катушки.

Тогда сила воздействия на дугу при последовательном дутье

.                  (5)

При параллельном дутье сила будет вычисляться как

                  (6)

В общем случае при отключении малых токов параллельное дутьё более эффективно и время дуги меньше времени дуги по сравнению с последовательным дутьём. При увеличении отключаемого тока в дугогасительном устройстве с последовательным дутьём сила дутья быстро возрастает (пропорционально квадрату тока), время дуги уменьшается и поэтому целесообразно применение именно такого устройства при коммутации больших токов.

Кроме описанных систем магнитного дутья, также находят применениедугогасительные устройства с постоянными магнитами, которые по принципудействия аналогичны системам с параллельным дутьем.

Важную роль в дугогашении играют дугогасительные камеры, которыемогут быть щелевыми (разной конфигурации), с деионными металлическимипластинами (дугогасительной решёткой) и комбинированными.