Соответственно энергия дуги, выделяющаяся за время t:
t
Wд(t)= P0 ∫ f(t) dt = P0 f1(t).(5.3)
0
Процесс газообразования. При горении дуги в масле в результате испарения и разложения масла в зоне дуги образуется парогазовой пузырь. Отдельные зоны полости пузыря могут находиться в различных условиях теплообмена с дугой и иметь различные температуру, плотность и химический состав.
Для определения давления р(t) в камере при горении дуги в замкнутом пузыре (см. рис. 5.6) используется уравнение состояния в виде
где Sк = 0,25πdк2 — площадь поперечного сечения контактного стержня; uк – скорость движения контакта;
t
Vист(t) = (Sг– Sк) ∫ uи dt (5.7)
— объем масла, истекшего за время t из камеры через кольцевое сечение площадью Sг – Sк; uм – скорость истечения масла; Vм(t) — количество испарившегося масла; Vм(t) — количество испарившегося масла пропорционально энергии дуги Vм(t)= k(P0)Wд (t), где объемный коэффициент парообразования 100–270.10-9 м3/Дж (при увеличении мощности дуги P0от 1,5 до 6.106 Вт); Vбуф(t) — объем буферной полости (Vдеф(t) — объем, образующийся благодаря упругой деформации стенок камеры).
Для расчета давления в камере при истечении из нее парогазовой смеси обычно принимаются следующие допущения:
1. Истечение смеси в пространство над камерой происходит в подкритическом и надкритическом режимах в зависимости от соотношения давлений в парогазовом пузыре р(t) и надкамерном пространстве рн(t).
2. При истечении парогазовой смеси сечение струи не меняется (Sг =const) и равно наименьшему сечению дутьевой щели.
3. Процесс истечения смеси начинается в момент t = t1, когда парогазовый пузырь соединяется с надкамерным пространством. Для определения давления в камере р(t) в режиме истечения смеси используется уравнение газового состояния
р(t)= [kг Wд(t) – mист(t)] Rг Тг /V(t), (5.8)
где mист(t) – масса истекшей смеси.
Анализ экспериментальных данных UВЭП после нуля тока для межконтактного промежутка lп (при заданных температуре Tt <3000 К и давлении рt в зоне остаточного ствола дуги) показывает, что, в первом приближении, UВЭП ~ , где T0 =300 K.
В современных ДУ высокого напряжения широко используются элементы и системы, которые впервые были применены в ВМ и ВММ: розеточные контакты, сопловые конструкции, комбинированные контактные системы (с главными и дугогасительными контактами), киритовые дугогасительные контакты, шунтирующие сопротивления, приводные устройства (электромагнитные, пружинные, гидравлические), а также системы автогенерации и автокомпрессии.