Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
аппараты.doc
Скачиваний:
188
Добавлен:
18.11.2018
Размер:
18.31 Mб
Скачать

4.11 Классификация дуг

Принята следующая классификация дуг.

По условиям гашения различают дуги: 1) короткие, гашение которых обусловливается в основном процессами, происходящими на электродах; 2) длинные (плазменные), гашение которых обусловливается в основном процессами, происходящими в стволе дуги.

По характеру внешних воздействий на дугу различают: 1) стабилизированные дуги, горящие в трубе; 2) открытые, свободно горящие в воздухе; 3) обдуваемые, которые подвергаются воздействию продольного или поперечного потока газа; 4) щелевые, горящие в щели, образованной стенками из теплостойкого изоляционного материала.

В дуге можно выделить три области, отличающиеся прежде всего характером протекающих в них процессов. Непосредственно к отрицательному электроду — катоду примыкает область катодного падения напряжения. За ней идет область ствола (столба) дуги. К положительному электроду — аноду прилегает область анодного падения напряжения. Наиболее важной с точки зрения гашения дуги в АВН является область ствола дуги.

4.11.1 Область катодного падения напряжения

Область катодного падения напряжения на участке дугового промежутка протяженностью порядка 10-4 —10-5 см, расположена у поверхности катода. Падение напряжения на этом промежутке составляет 10—20 В (оно близко к потенциалу ионизации паров металла катода) в зависимости от материала катода и при больших токах практически не зависит от тока дуги. С увеличением тока и давления окружающего газа катодное падение напряжения уменьшается. Около катода находится положительный объемный заряд, создаваемый положительными ионами. Между этим зарядом и катодом создается электрическое поле, увеличивающее скорость движения электронов, вышедших из катода. Электроны, выходящие из катода, не образуют около катодной области отрицательного объемного заряда, так как скорость их во много раз больше скорости ионов.

Часть поверхности катода, на которой горит дуга, называемая катодным пятном, несколько меньше поперечного сечения ствола дуги. Таким образом, ствол дуги в месте перехода к катоду суживается. Если катод подогревать, то сужение ствола дуги уменьшается и практически может не наблюдаться.

Катодное пятно состоит из нескольких площадок, сквозь каждую из которых протекает определенный ток. Если ток, проходящий сквозь одну из площадок, превысит некоторое критическое значение, то она разделится на две или большее число площадок. Таким образом у поверхности катода образуется несколько параллельных ветвей (струй). Разделение катодного пятна обусловливается взаимным отталкиванием его частей под действием собственного магнитного поля дуги.

Катодное пятно склонно к быстрым перемещениям (прерывистым или непрерывным). Если катодом служит острие, катодное пятно неподвижно. Скорость перемещения катодного пятна зависит от металла электрода и скорости расхождения контактов.

Температура нагрева катодного пятна ограничена температурой плавления (кипения) материала электрода либо оксидной пленки на нем. Температура плавления металла зависит от давления среды, в которой он находится, увеличиваясь с ростом давления.

Катодное пятно бомбардируется положительными ионами, поступающими из ствола дуги. При нейтрализации иона выделяется энергия в несколько электрон-вольт, которая расходуется на нагрев катодного пятна до температуры плавления (кипения) материала катода.