Файл: Мирошниченко Р.И. Обратные зажигания в ртутных выпрямителях и борьба с ними.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 07.04.2024
Просмотров: 29
Скачиваний: 1
туре окружающей среды для двух типов катода показана
на рис. 5.
В практике эксплуатации ртутных выпрямителей часто наблюдаются случаи, когда о. з. возникает после спада нагрузки (перегрузки). Такиё о. з. объясняются тем, что резкий спад нагрузки сопровождается кратковременным повышением давления ртутного пара.
Как известно, количе ство тепловой ■энергии, выделяемой катодным пятном, пропорциональ но нагрузке. В первый момент после спада на грузки ртуть остается более сильно нагретой, а убыль молекул ртути, связанная со снижением интенсивности их иони зации, происходит мгно венно. Избыток молекул ртутного пара вызывает резкое повышение дав ления его (примерно на 30%), которое лишь че рез несколько десятков секунд постепенно опять снижается до первона чальной величины. В периоды времени, когда
давление ртутного пара превышает его установившееся значение, может произойти о. з.
На вероятность о. з. влияют также посторонние газы, в том числе воздух. Последний загрязняет и окисляет по верхность анодов. Примесь посторонних газов заметно сказывается на повышении вероятности о. з. при парциаль ном давлении газов, превосходящем 10% от давления па ров ртути. При большом парциальном давлении посто ронних газов вместо одной дуги, горящей непосредственно между анодом и катодом, нередко дуга разбивается на несколько самостоятельных дуг, из которых одна дуга горит между анодом и корпусом, а другие — между кор
2* 11
пусом и катодом. Это вызывает обильное выделение |
Газа |
из стенок корпуса и ускоренный процесс развития о. |
з. |
Повышение давления посторонних газов может |
быть |
вызвано течью в выпрямителе или выделением из стенок
и анодов |
окклюдированных |
в |
них |
газов. |
Во |
избежание |
||||
_f |
|
|
|
|
последнего |
необходи |
||||
|
|
|
|
|
мо |
до |
включения |
|||
|
|
|
|
|
выпрямителя в. нор |
|||||
|
|
|
|
|
мальную |
эксплуата |
||||
|
|
|
|
|
цию произвести тща |
|||||
|
|
|
|
|
тельное удаление |
га |
||||
|
|
|
|
|
зов |
из |
корпуса |
и |
||
|
|
|
|
|
анодов |
выпрямителя |
||||
|
|
|
|
|
при |
нагретом |
|
со- |
||
Ш 450 |
500 550 |
S00 S50 700 |
750 |
°С СТО ЯНИ И . |
|
|
|
|||
о |
n l T u 2 Ja |
Pame Z lp a mypol |
|
Температура ано- |
||||||
+ |
побышепие температуры |
|
|
да. |
Одним |
ИЗ |
с у щ е - |
|||
Рис. 6. Зависимость частоты обратных |
ственных |
факторов, |
||||||||
зажиганий от температуры анода |
|
определяющих |
нор- |
|||||||
(поданным_Аскинази, Гуревича и Сены) |
мальную работу |
вы |
||||||||
правильный выбор теплового режима |
прямителя, |
является |
||||||||
его анодов. |
Характер |
|||||||||
ная кривая, определяющая зависимость частоты о. з. от
температуры анода, приведе- |
-, |
|
|
|||||
на на рис. |
6. Зависимость ча |
|
|
|
|
|||
стоты о. з. от температуры |
|
|
|
|
||||
получена на специальном об |
|
|
|
|
||||
разце вентиля для анода, |
|
|
|
|
||||
который предварительно |
был |
|
|
|
|
|||
подвергнут тренировке в те |
|
|
|
|
||||
чение |
нескольких часов |
при |
|
|
|
|
||
температурах и напряжениях |
|
|
|
|
||||
более высоких, чем выбран |
|
|
|
|
||||
ные для эксперимента. За |
|
|
|
|
||||
висимость |
получилась |
пол |
|
|
|
|
||
ностью воспроизводимой при |
W0 |
400 500 |
600 |
700 °С |
||||
повышении |
температуры |
и |
|
Температура |
анода |
|||
При понижении ее. На рис. 7Л Рис- |
7- Зависимость частоты |
|||||||
1 |
„ л |
___обратных |
зажигании от тем- |
|
|
|||
показана зависимость |
часто- |
пературы анода при различ- |
||||||
ты о. з. от температуры анода |
|
ных сортах |
графита |
|||||
для различных сортов графи |
|
|
рис. 6 и 7, |
|||||
та. Кроме зависимостей, представленных на |
||||||||
Аскинази, |
Гуревич и Сена 17] |
исследовали влияние на ча |
||||||
12
стоту о. з. экранировки катода, а также фиксирования ка тодного пятна. Проведенные исследования дали возможность сделать следующие выводы: рациональный подбор графита может несколько снизить частоту о. з. Однако для всех изученных сортов графита обнаруживался максимум ве роятности о. з. при одной и той же температуре 550— 600°С; изменение, конструкции образца вентиля путем при менения экранировки катода с целью предотвращения попадания капель ртути на анод показывает, что с увели чением экранировки вероятность о. з. уменьшается; фик сирование катодного пятна снижает частоту о. з. и сдвигает максимум в сторону более высоких температур.
Проведенные испытания дали основания считать [7], что основной причиной зависимости частоты о. з. от тем
пературы является |
бом- |
0(, |
|
|
||
бардировка анода каплями |
“ |
|
|
|
||
ртути, которые движутся |
900 |
|
|
Г~ |
||
|
|
|
|
|
1 |
|
от катодного пятна к ано |
800 |
|
|
т- |
||
ду не только прямолиней |
|
|
£7П° - |
|||
но, но могут |
отражаться |
700 |
|
|
|
|
от горячих стенок венти |
600 |
|
• |
|
||
ля. Материал (поверх |
500 |
|
чоиу |
|
||
ность) стенок играет при |
т |
|
|
|
||
этом большую |
роль. |
При |
300 |
|
п |
I |
температуре |
ниже |
500° |
zoo |
|
1 |
|
too |
/ |
I |
||||
капли испаряются медлен |
9 |
■ |
1 |
|||
|
L . |
1 1 |
____i . |
|||
но, при температурах бо |
1 |
лее высоких капли испа |
Рис. 8. Кривая установившихся |
ряются, не долетая до |
|
анода. Для снижения |
-емператур анодной головки воо |
числа капель ртути, попа |
при различных нагрузках Iд |
на шесть вентилей |
дающих на анод, необхо дим щиток (отражатель). Повторяемый характер кривой
рис. 7 для ряда анодов требует того, чтобы температура анодов в рабочем режиме была не выше 500°С, так как по вышение ее до 700— 800°С недопустимо из опасения появ ления местных перегревов, распыления материала голов ки анода и оплавления стальных деталей, поддерживаю
щих головку анода.
Кроме того, анод содержит в качестве изолирующих ма териалов фарфор, кварц, резину, температура и темпера турные градиенты которых также лимитируются физиче скими свойствами их.
13
Тепловой расчет анода обычно проводится по балансу электрической мощности, получаемой анодом, и тепловой мощности, им рассеиваемой. Заводом «Уралэлектроаппарат» были сняты кривые (рис. 8) установившихся температурной анодных головок при различных нагрузках на шесть вен тилей. Для удобства пользования были построены кривые, представленные на рис. 9. Однако характер нагрузки вы прямителей на тяговых подстанциях— скачкообразный,
Рис. 9. Кривые нагревания и охлаждения анодной головки в за висимости от длительности протекания токов различной величины
неравномерный. Поэтому необходимо было установить, как изменяется температура анодной головки при различ ных графиках нагрузки, характерных для тяговых под-ч станций. Для этого были сняты графики нагрузок на ряде действующих тяговых подстанций и опытным путем на экс
периментальной |
подстанции определены температуры |
||
анодных головок при этих нагрузках. Изменения тем |
|||
пературы анодных головок при различных графиках на |
|||
грузки даны на рис. 10, |
11. |
||
Анализ этих |
кривых |
показывает следующее: |
|
1. |
При длительной непрерывной нагрузке на выпря |
||
митель температура анодной головки может быть определена
И
по среднесуточной нагрузке / с (по кривым рис. 9). В таком режиме работают выпрямители на тяговых подстанциях пригородных и грузонапряженных магистральных желез ных дорог.
2. При прерывистой нагрузке, которая характерна для выпрямителей, на некоторых магистральных железных до рогах кривую изменения температуры анода можно по строить, определяя его температуру по средней нагрузке
19 20 |
21 22 23 » 1 |
2 3 1 |
S S 7 |
д |
9 Ю // П 0 |
П 1S |
Рис. 10. Изменение температуры |
анодной |
головки при изменении |
||||
нагрузки |
по графику |
тяговой |
подстанции |
(/с = 562 а > |
/ н) |
|
на выпрямитель для каждого нагрузочного интервала и учи тывая по кривой охлаждения (рис. 9), до какой темпе ратуры она снижается в периоды, когда нагрузка равна нулю.
3. При условии, когда выпрямитель работает в недогру женном состоянии, температура анодной головки ниже
500°,
