Электрическая дуга, меры борьбы с ней

В контактах аппаратов силовых цепей при разрыве цепи образуется электрическая дуга. Это объясняется следующим. Перед размыканием контактов нажатие резко уменьшается, контактное сопротивление уве­личивается, что вызывает сильный нагрев поверхностей соприкосно­вения контактов. Окружающий воздух нагревается и ионизируется, т.е. становится проводником, а поэтому между контактами, хотя они и не соприкасаются, цепь не разомкнута, и ток некоторое время течет через ионизированный воздух. Температура дуги достигает около 3000 °С, при горении дуги может произойти оплавление контактов, перенос ме­талла, т.е. дуга вызывает преждевременный выход из строя аппарата. Для ликвидации вредных воздействий образующейся при разрыве кон­тактов дуги аппараты имеют дугогасительные устройства (рис. 4.28), состоящие из катушки 1 с сердечником 2, к которому с двух сторон примыкают стальные полюсы 3, дугогасительных рогов 5, ба дугога-сительной камеры 4. Гашение дуги основано на законе взаимодействия магнитного поля дуги с магнитным полем дугогасительного устрой­ства. При размыкании контактов между ними возникает дуга. Дуга — это направленное движение электронов, следовательно, вокруг дуги будет магнитное поле. Это поле взаимодействует с полем, создавае­мым дугогасительной катушкой так, что дуга выталкивается по направ­лению к дугогасительным рогам. При выталкивании дуга удлиняется до тех пор, пока не произойдет ее разрыв. Направление выталкивания дуги определяется по правилу левой руки. Чтобы ускорить гашение дуги, в дугогасительных камерах тепловозных контакторов созданы продольные перегородки. Перегородки расщепляют дугу на несколько

 

 

Рис. 4.28. Электромагнитное дугогася-

щее устройство:

1 — дугогасительная катушка; 2 —сердеч­ник; 3 — полюсы; 4 — дугогасительная камера; 5, б —дугогасительные рога

Рис. 4.29. Схема аппарата с электромагнитным приводом: 1 — ярмо; 2 — катушка; 3 — сер­дечник; 4 —якорь; 5 — выключаю­щая пружина; х —воздушный зазор

параллельных пучков, которые, соприкасаясь с холодными перегород­ками, дополнительно охлаждаются. Дугогасительная камера препят­ствует перебросу электрической дуги на близко расположенные ме­таллические части. Их изготовляют из асбоцемента, который обладает высокой теплостойкостью и хорошими изолирующими свойствами.

Замыкание или размыкание контактов контакторов или реле свя­занно с их перемещением. Устройство, приводящее в движение под­вижной контакт, называется приводом. Приводы могут быть непос­редственные (ручные), электромагнитные, электропневматические, электродвигательные. Непосредственные приводы применяются в контроллерах машиниста, рубильниках, выключателях и т.д.

В электромагнитном приводе перемещение подвижной системы со­здается за счет притяжения якоря 4 к сердечнику 3 электромагнита (рис. 4.29). Магнитный поток, создаваемый катушкой 2 при протекании по ней тока, замыкается через ярмо 1, сердечник 3, якорь 4 и воздушный зазор х. Когда цепь катушки аппарата разрывается, якорь перемещает­ся в исходное (выключенное) состояние пружиной 5. Электромагнит-

ный привод получил большое распространение в электрических аппа­ратах, где требуется небольшой ход подвижной системы и относительно небольшое усилие благодаря простоте и надежности работы.

Электромагнитные контакторы

Электромагнитные контакторы на тепловозах применяются в цепи пуска дизеля, возбуждения тягового генератора, возбуждении возбу­дителя, вспомогательного генератора, цепи электродвигателя масло-прокачивающего насоса, электродвигателя топливоподкачивающего насоса, цепи электродвигателя компрессора и включения вспомога­тельных машин переменного тока на тепловозах с передачей пере­менно-постоянного тока.

Конструкция и принцип действия. Электромагнитные контакторы КПВ-604 на обоих тепловозах идентичны. Они служат для подклю­чения стартер-генератора или тягового генератора к аккумулятор­ной батарее во время запуска дизеля. К панели 7 крепится скоба магнитопровода 23 (рис. 4.30). На скобе магнитопровода вверху уста­навливается изоляционная пластмассовая колодка 8, к которой кре­пятся дугогасительная катушка 10, дугогасительная камера 13 с полюсами 12 и неподвижный контакт 75. Дугогасительная камера удерживается плоскими пружинами 14. На втором конце скобы ук­реплены сердечник 22 с втягивающей катушкой 24. Якорь 20 встав­ляется в прорезь основной скобы и пружинами прижимается к при­зме 4. На якоре закреплена скоба 7, несущая подвижной контакт 16 с притирающей пружиной 18. На скобе 23 установлены вспомога­тельные контакты 2, для их переключения к якорю контактора кре­пится специальная нажимная пластина 3.

При подаче напряжения на катушку 24 к ее сердечнику притяги­вается якорь 20, и подвижной контакт, закрепленный на якоре, замы­кается с неподвижным. Одновременно нажимная пластина 3 произ­водит переключение вспомогательных контактов.

Электромагнитные контакторы ТКПМ-111 служат для включения возбуждения возбудителя, электродвигателя топливоподкачивающего насоса, а электромагнитный контактор ТКПМ-121 — включения воз­буждения тягового генератора, электродвигателя, маслопрокачиваю-щего насоса, возбуждения стартер-генератора. Конструктивно эти контакторы выполнены аналогично. В отличие от контактора

24

 

Рис. 4.30. Электромагнитный контактор КПВ-604:

1 — панель; 2 — вспомогательные контакты; 3 — нажимная пластина; 4 — призма; 5, 18 — пружины; б —гибкое соединение; 7, 9, 21 —скобы; 8 — пла­стмассовая колодка; 10 —дугогасительная катушка; 11 — сердечник; 12 —полюс, 13 — дугогасительная камера; 14 — пружина плоская; 15 — неподвижный кон­такт; 16 — подвижный контакт; 17 —дугогасительный рог; 19 — возвратная пружина; 20 — якорь; 22 — сердечник; 23 — скоба магнитопровода; 24 —

втягивающая катушка

ТКПМ-111 контактор ТКПМ-121 имеет две пары замыкающих глав­ных контактов (рис. 4.31). Основание 1 контактора выполнено так, что с правой стороны его устанавливаются вторая дугогасительная система и неподвижный контакт 5. На якоре 11 контактора также с правой стороны закреплена вторая изоляционная колодка 8 с подвиж­ным контактом 6. При подаче напряжения на катушку якорь 11 пово-

11 10 д

3 4 5

Рис. 4.31. Электромагнитный контактор ТКПМ-111:

1 — основание; 2 — дугогасительная камера; 3 — дугогасительная катушка; 4 — полюс; 5 — неподвижный контакт; б — подвижный контакт; 7— прити­рающая пружина; 8 — колодка; 9 — главная (выключающая) пружина; 10 — скоба; 11 —якорь; 12 — сердечник; 13 — катушка втягивающая; 14 — ярмо

рачивается вокруг кромки ярма 14, притягиваясь к сердечнику 12. Одновременно замыкаются главные контакты (подвижный 6 с непод­вижным 5), и пластина нажимает на траверсу вспомогательных кон­тактов, переключая их.