Procesul formării arcului și metodele sale de stingere

La deschiderea circuitului electric o descărcare electrică sub forma unui arc electric. Pentru apariția unui arc electric suficient pentru a tensiunii la bornele a fost mai mare de 10 V la un curent de aproximativ 0,1 Un lanț și multe altele. Cu tensiuni și curenți semnificativi, temperatura din interiorul arcului poate ajunge la 10. 15 mii. ° C, prin contactele din topitură și porțiunea conductoare.

La tensiuni de peste 110 kV, iar lungimea arcului poate ajunge la câțiva metri. Prin urmare, un arc electric, în special în circuite de mare putere, o tensiune mai mare de 1 kV este un mare pericol, cu toate consecințele pot fi grave și în instalațiile de tensiune sub 1 kV. În consecință, arcul electric este necesară pentru a limita și a stinge rapid în circuitele de tensiune, atât deasupra cât și sub 1 kW.

Cauzele arcului electric

La momentul de divergență de contacte, care se rupe circuitul de pe diferența de contact puterea restabilită rapid. Deoarece distanța dintre contacte este mic, există un câmp electric ridicat sub influența care electronii sunt scoase de pe suprafața electrodului. Acestea sunt accelerate într-un câmp electric și a lovit un atom neutru dau energia cinetică. Dacă această energie este suficientă pentru a rupe cel puțin un înveliș de electroni cu atomi neutri, procesul de ionizare are loc.

Rezultante electroni liberi și ioni ai arcului de plasmă constituie butoiului, adică canalul ionizat în care arde cu arc și este asigurată de mișcarea continuă a particulelor. Astfel, particulele încărcate negativ, în special electroni, se deplasează într-o direcție (spre anod) și atomii de gaz si molecule lipsesc unul sau mai mulți electroni - particule încărcate pozitiv - în direcția opusă (spre catod). Conductivitate a plasmei în apropierea conductivitatea metalelor.

În trunchiul arcului trece un curent mare și de a crea caldura. O astfel de temperatură de butoi arc conduce la termică ionizare - proces de formare de ioni, datorită coliziunii dintre molecule și atomi având energie cinetică ridicată la viteze mari de deplasare (molecule și atomi din mediul în care arcul arde, se descompun în electroni și ioni încărcați pozitiv). ionizare termică intensivă a menține o conductivitate ridicată a plasmei. Prin urmare, căderea de tensiune de-a lungul lungimea arcului este mic.

În arc electric continuu apar două procese: o ionizare si atomii de deionizare și molecule. Acesta din urmă este, în principal prin difuziune adică transportul particulelor încărcate în mediul înconjurător și recombinarea electroni și ioni încărcați pozitiv că recombina în particule neutre energie de impact cheltuită în dezintegrarea lor. Astfel, există căldură în mediul înconjurător.

Astfel, este posibil să se facă distincția între cele trei etape ale procesului: aprindere arc atunci când începe descărcare în arc și o intensitate de ionizare mai mare datorită ionizarea impactului și emisia de la catod, electronii decât deionizare arc ardere constantă, susținută de ionizare termică în trunchi de arc, atunci când intensitatea de ionizare și deionizare aceeași, stingerea arcului când intensitatea deionizare mai mare decât ionizare.

Umezirea arcului în comutarea dispozitivelor electrice

Pentru a dezactiva elementele de circuit electric și excluzând deteriorarea dispozitivului de comutare, este necesar nu numai pentru a debloca contactele sale, dar, de asemenea, pentru a stinge arcul care apare între ele. Procese cu arc electric de stingere, precum și de ardere, si curent alternativ sunt diferite. Acest lucru este determinat de faptul că, în primul caz, curentul în fiecare jumătate de ciclu al arcului trece prin zero. În aceste momente eliberarea de energie în arc, iar arcul este oprit de fiecare dată în mod spontan stinge, apoi se aprinde din nou.

Practic, în curentul de arc devine aproape de zero, ceva mai devreme trecere prin zero, deoarece atunci când energia de curent furnizată arcului scade, respectiv scăderea temperaturii arcului și ionizare termică încetează. În acest caz, diferența de arc este rapid proces de deionizare. Dacă sunt în prezent deschise și se dizolvă rapid de contact, apoi defalcarea electrice ulterioare nu pot să apară, iar circuitul este oprit, fără a arcului electric. Cu toate acestea, în practică, este extrem de dificil de a face, astfel încât să ia măsuri speciale de stingere cu arc rapid, oferind răcirea spațiului cu arc și de a reduce numărul de particule încărcate.

Ca urmare, un deionizare electric a crescut treptat puterea de decalajul și crește în același timp tensiunea de recuperare pe ea. Raportul dintre aceste valori și de a determina dacă este sau nu să aprindă o altă jumătate din perioada de arc sau nu. În cazul în care rezistența electrică a diferenței crește mai repede și reduce stresul este mai mare, arcul nu mai lumini, în caz contrar, arderea stabilă a arcului este asigurată. Prima condiție definește sarcina de stingere a arcului.

Dispozitivele de comutare folosesc moduri diferite de erupție.

arc de alungire

La trecerea de contact în timpul circuit de călătorie, care rezultă arc întins. Acest lucru îmbunătățește condițiile de răcire ale arcului, deoarece crește suprafața acestuia și este necesară o tensiune mai mare de ardere.

Împărțind lungimea arcului electric pe seria de arce scurte

Dacă arcul format prin deschiderea contactelor, împărțit în scurt arc, de exemplu, prin strângerea l în rețeaua metalică, apoi se va stinge. Arcul electric este de obicei atrase în rețeaua metalică, sub influența câmpului electromagnetic indus de curenții turbionari din plăcile cu zăbrele. Această metodă de stingere a arcului este utilizat pe scară largă în dispozitive de comutare în tensiune sub 1 kV, în special într-un întrerupător de circuit de aer.

Răcirea arcului în lacunele înguste

arc călire într-un volum mic este facilitată. Prin urmare, dispozitivele de comutare sunt utilizate pe scară largă interrupters cu fante longitudinale (o axă fantă coincide cu direcția axei arcului de butoi). Un astfel de decalaj este format în mod tipic în camerele de material rezistent la arc izolant. Prin contactul arcului cu suprafețe reci se produce răcirea ei intensivă, difuzia particulelor încărcate în mediu și, respectiv, deionizare rapid.

In plus fante cu pereți plane paralele, se aplică, de asemenea, cu marginile tăiate, proeminențele extensii (buzunare). Toate acestea duc la o deformare a arcului baril și mărește suprafața sa de contact cu pereții camerei de rece.

Retractia arcului în fanta îngustă se produce în mod normal, sub acțiunea unui câmp magnetic care interacționează cu arc, care poate fi privit ca conductor parcurs de curent.

Un câmp magnetic extern pentru a muta arcul cel mai adesea furnizează bobina datorită în serie cu contactele între care se produce un arc. Arc de extincție în lacunele înguste folosite în dispozitivele pentru toate combinațiile de tensiune.

Călirea înaltă presiune arc

La o temperatură constantă, gradul de ionizare a gazului scade odată cu creșterea presiunii, mărind astfel conductivitatea termică a gazelor. Alte condiții fiind egale, acest lucru duce la un arc sporit de răcire. stingere a arcului electric folosind o presiune ridicată generată de arcul însuși în camere închise ermetic, este utilizat pe scară largă într-un număr de siguranțe și alte dispozitive.

Arc călire în ulei

Dacă contactele comutatorului sunt plasate în ulei, se produce atunci când deschiderea arcului duce la evaporarea intensă a uleiului. Ca urmare, arcul este format în jurul bulbului (plic), constând în principal din hidrogen (70 80%), iar vaporii de ulei. Evolved gazele cu viteză mare pătrunde direct în țeava zonei arcului determină o amestecare a gazului rece și caldă în vezică, asigură o răcire intensivă și deionizare a diferenței de arc, respectiv. Mai mult, gazul capacitatea deionizare produsă crește odată cu expansiunea rapidă a presiunii uleiului în interiorul balon.

Intensitatea arcului procesului de stingere în ulei este mai mare, contactul arc mai aproape cu ulei și uleiul se deplasează mai repede în raport cu arc. Având în vedere acest lucru, diferența de arc de cerc închis limita dispozitivului de izolare - camera de arc. In aceste camere a crea un contact apropiat de ulei cu arc, și prin intermediul plăcilor izolatoare și orificiile de evacuare sunt formate canale de lucru pe care există o mișcare de petrol și gaze, oferind o suflare intensivă (suflare) a arcului.

Camera de arc în conformitate cu principiul acțiunii este împărțit în trei grupe principale: avtodutem atunci când sunt create presiune ridicată și viteză a gazului în zona arcului datorită eliberat în energia arcului cu explozie ulei forțată cu ajutorul unor mecanisme hidraulice speciale de rapel cu o călire magnetică în ulei când arc cu câmpul magnetic este deplasat în spațiul îngust.

Cel mai eficient și simplu de avtodutem interrupters. În funcție de dispunerea canalelor și a deschiderilor de evacuare distinge camerele în care se oferă un fluxuri de suflare intensivă și amestec de vapori de ulei de-a lungul arcului (explozia longitudinală) sau peste arc (lovitură cruce). Metodele de mai sus sunt utilizate pe scară largă în arc de stingere a întreruptoarelor cu o tensiune mai mare de 1 kV.

Alte metode de arc dispozitive de stingere într-o tensiune mai mare de 1 kV

In afara este de asemenea folosit metodele de mai sus pentru stingerea arcului: Debit de aer comprimat, care este de-a lungul sau peste suflat de arc, oferind răcirea acestuia intensivă (în loc de aer utilizat, și alte gaze, de multe ori derivate din solide materiale generatoare de gaz - fibre, plastic vinilic, etc - pentru .. prin arderea arcului lor de descompunere în sine), hexafluorura de sulf (hexafluorură de sulf), având o rezistență dielectrică mai mare decât aerul și hidrogen, în care arcul arde acest gaz, chiar și sub presiune atmosferică amortizată rapid gaz ysokorazrezhenny (vacuum), după deschiderea contactelor în care arcul nu este aprins din nou (oprit) după prima trecere a curentului prin zero.