Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 37. 11 oktober 1947 - Antändning av explosiva gasblandningar med lågspända gnistor, av Dietrich Müller-Hildebrand
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
(>762
TEKNISK TIDSKRIFT
X1000 frånslag
Fig. 1. Tandnings förmåga varierande i 32 försöksserier; var
och en med 1 000 frånslag; induktans 10—" H, spänning
6 V, t tandningar per 1 000 frånslag.
Det fysikaliska förloppet
vid brytning av elektriska kontakter
Vid sluten kontakt flyter strömmen för det
mesta genom en eller några ytterst obetydliga
metalliska areor. I dessa strömövergångsställen
tryckas strömlinjerna samman. Då kontakterna
börja skiljas åt minskas beröringsytorna, varvid
strömtätheten och därmed uppvärmningen ökas::.
Det upphettade området är emellertid så litet, att
temperaturjämvikten nästan ögonblickligen
inställer sig: t.ex. vid 10 A kontakter på mindre
än t /ts (t jJis= 10~6 s). Elektroderna smälta och
förbindas över ett obetydligt område av flytande
metall. Då elektroderna skiljas åt åstadkomma
ytkrafterna hos den flytande metallen, att
"droppen’’ mellan dem töjes ut till en brygga. Den
hetaste punkten i bryggan ligger något under
silvrets kokpunkt (1950°C). Trots denna höga
temperatur anse vi det troligt, att en
väte-luftblandning ej antändes, ehuru väte och syre
reagera med varandra. Temperaturgradienten ocli
därmed värmeavledningen är så stor, att
reaktionen ej kan utvecklas till en antändning.
Då bryggan förlänges ytterligare snör den ihop
sig i den varmaste punkten, varvid ytkrafterna
få ett kraftigt understöd av de magnetiska
strömkrafterna. Det magnetiska fältet, som bildas av
den genom bryggan flytande strömmen, utövar
dessutom till följd av den höga strömtätheten
(10° A/mm2!) ett starkt inre tryck, som i
bryt-ögonblicket kan uppgå till flera hundra at.
Härigenom stiger silvrets förångningstemperatur till
över 3 000°K, ja, om strömmen ej minskas till
över 4 000°K. Denna höga temperatur skaffar
förutsättning för ljusbågens existens. Därvid tyckes
en kontinuerlig övergång av den elektriska
strömmen genom den flytande metallen till ljusbågen
mellan kontakterna vara möjlig.
Tiden för bryggans sammansnörning och av-
ryckning torde vid 10 A uppgå till ca 1 jxs, vilket
värde uppskattningsvis beräknas ur
vätskedroppens kända egensvängningstid under inverkan av
ytspänningen, varvid man dock får ta hänsyn till
att avryckningstiden förkortas av de nämnda
magnetiska krafterna.
Den för förångning av silver nödvändiga energin
står "ögonblickligen" till förfogande (inom
storleksordningen 10~7 s). Ty effekttätheten i en
sådan brygga mellan silverkontakter vid K) A
uppgår till ca 260 milj. kW/cm’. Det är emellertid
mycket sannolikt, att till ocli med denna, enligt
ovan till ca 1 /ts uppskattade brytperiod med
åtföljande förångning ej är tillräcklig för en
antändning, åtminstone ej om den till förfogande
stående strömmen understiger 30 A. Först den på
själva brytperioden följande gasurladdningen
leder till antändning.
I det ögonblick bryggan ryckes isär uppgår
avståndet mellan kontakterna vid en ursprunglig
ström av 10 A till ca 2—3 Om i detta ögonblick
strömmen redan har avtagit eller ej avgör i första
hand strömkretsens induktans, som ju försöker
bibehålla strömmen. Är strömmen genom
silver-kontakterna större än ca 0,4—0,9 A kännetecknas
urladdningen av en ljusbåge, vars spänning må
ligga mellan 12 och 24 V. Är strömmen mindre
övergår urladdningen snabbt i en glimurladdning,
vars spänning uppgår till ca 300 V. Trots endast
6 V emk erhålles urladdningsspänningen av
strömkretsens induktiva energi. Varaktigheten av
detta förlopp kan beräknas. Vi återkomma senare
härtill.
Försök vid (> V
För experimentell undersökning av
antändnings-strömstyrkan inbyggdes ett kontaktverk i en 0,5 1
stålbehållare. Som explosiv blandning valdes en
22-procentig väte-luftblandning, som är lättast att
antända med gnistor. Behållaren
genomströmmades kontinuerligt av väteblandningen.
Blandningens koncentration hölls under försöksserien
konstant och kontrollerades med hjälp av en
interferometer. Kontakterna bestodo av 2 mm
stavar av finsilver med vid kontaktändarna något
avrundade kanter. Kontaktytan var vid försökets
början mycket fint avsmärglad och rengjord med
alkohol. Som strömkälla användes en 6 V
ackumulator. Antalet strömavbrott utgjorde 4 per
sekund. Efter vart tionde avbrott växlades poler
för att undvika stiftbildning genom
metallövergång på kontakterna. Efter varje tändning
avbröts försöket, behållaren spolades ren och
försöket fortsattes, utan att kontakterna byttes.
Resultatet åskådliggöres till en början genom ett
exempel, utfört vid 1 mH induktans i två olika
försöksserier. Den första serien med 32 000
brytningar visar utomordentligt stora skillnader i
gnistans tändförmåga (fig. 1). Vid såväl 1,5 som
1,2 A tändström avtar antalet tändningar under
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
