Процесът на формиране на електрическата дъга и методите за нейното изчезване

Когато се отвори електронна схема, се появява електронно разреждане под формата на електронна дъга. За появата на дъга е достатъчно напрежението в контактите да е по-високо от 10 V при ток в схемата от порядъка на 0,1 А и повече. При значителни напрежения и токове температурата вътре в дъгата може да достигне 10 ... 15000 ° C, в резултат на което се разтопят контактите и токовите части.

При напрежение от 110 kV и повече, дължината на дъгата може да достигне няколко метра. Поради това електронната дъга, особено в масивните вериги на мощност, за напрежение над 1 kV е огромна опасност, макар че в инсталации с напрежение под 1 kV могат да се появят и тежки последици. В резултат на това електронната дъга трябва да бъде много ограничена и бързо да се изпари в схеми за напрежение над и под 1 kV.

Предпоставки за появата на електронна дъга

Процесът на образуване на електронната дъга може да бъде опростен по следния начин. В случай на контакт на диференциация, контактното налягане и контактната повърхност първо се намаляват, преходното съпротивление се увеличава (плътността на тока и температурата - локално (в някои части на контактната зона) прегрява, че в предстоящия
насърчаване на термични емисии, когато под въздействието на най-високите
скоростта на електроните се увеличава и те излизат от повърхността на електрода.

В момента на разминаване на контактите, с други думи, прекъсване на веригата, напрежението върху контактната междина се възстановява бързо. Откога
това разстояние между контактите не е достатъчно, се появява електронно поле с висока интензивност, под влиянието на което се изваждат електроните от повърхността на електрода. Те се ускоряват
електронното поле и при удара в неутрален атом му дават кинетична енергия. Ако тази енергия е достатъчна за разкъсване на поне един елемент от обвивката на неутрален атом,
тогава протича процесът на йонизация.

Получените свободни електрони и йони на плазмената дъга представляват цевта, с други думи дейонизирана канал, в който гори дъга и се осигурява от непрекъснато движение на частиците. С всичко това отрицателно заредени частици, първите електрони се движат в една посока (към анода), и атомите и молекулите на газове, лишени от 1-ви или няколко електрона - положително заредени частици - в обратна посока (към катода).

Проводимостта на плазмата е близка до проводимостта на металите.

В багажника на дъгата преминава голям ток и създава висока температура. Такава температура на цевта води до термична йонизация - процес на образуване на йони, дължащ се на сблъсък на молекули и атоми, които притежават голяма кинетична енергия при високи скорости на тяхното движение (молекули и атоми на средата, където
дъгата е пламнала, те се разпадат на електрони и положително заредени йони). Наситената термична йонизация поддържа по-високата
проводимостта на плазмата. Тъй като падането на напрежението по дължината на дъгата
е малък.

Два процеса протичат непрекъснато в електронната дъга: без да се взема предвид йонизацията, също така дейонизацията на атомите и молекулите. Последният се появява в основен метод за дифузия, с други думи прехвърлянето на заредени частици в околната среда, и рекомбинация на електрони и положително заредени йони, които рекомбинират в неутрални частици да повлияе изразходваната енергия в тяхното разпадане. С всичко това топлина се освобождава в околната среда.

Така makarom могат да се разграничат три етапа на процеса: дъга запалването при започване освобождаване дъга и интензивност йонизация висока поради йонизация на въздействието и емисията от катода, електрони от дейонизация стабилно горене дъга, поддържани топлинна йонизация в дъга багажника, когато интензивността на йонизация и дейонизация подобни, изчезването на дъгата, когато интензивността на дейонизацията е по-висока от йонизацията.

Методи на изгаряне на дъгата при превключване на електронни устройства

За да се изключат елементите на електронната схема и да се изключат повредите на комутационното устройство, е необходимо не само да се отворят контактите, но и да се гаси дъгата, която възниква между тях. Процесите на гасене на дъгата, както и изгарянето, са различни за променлив и непроменлив ток. Това се определя от факта, че в първия случай токът в дъгата преминава през нула всеки полу-период. В тези моменти освобождаването на енергия в дъгата спира и дъгата винаги се изчерпва спонтанно и след това светва отново.

В действителност, в дъга ток става близо до нула малко по-рано пресичане на нулата, тъй като с намаляване на енергията на тока, подаван към дъгата намалява температурата на дъга се намалява съответно, и спира топлинна йонизация. За всичко това, дейонизационният процес се развива активно в дъговата празнина. Ако в този момент отворите и бързо разредете контактите, може да не настъпи следващото електронно повреждане и веригата ще бъде изключена без появата на дъга. Но в действителност това е много трудно и затова се вземат специални мерки за бързо дъга изчезване, осигуряване на охлаждане на пространството за дъга и намаляване на броя на заредени частици.

В резултат на дейонизацията електронната сила на празното пространство нараства равномерно и възстановяващото се напрежение върху него веднага расте. От съотношението на тези количества и зависи дали дъгата е запалена за друга половина от периода или не. Ако електронната якост на празнината расте по-бързо и се окаже, че е по-голяма от възстановяващото напрежение, дъгата няма да бъде запалена, а при неприятния случай ще се осигури постоянно изгаряне на дъгата. Първото условие определя проблема с охлаждането на дъгата.

При превключвателните устройства се използват различни методи за изчезване на дъгата.

Arc Extension

Когато контактите се изключат по време на изключването на електронната схема, показаната дъга е опъната. В същото време условията за охлаждане на дъгата се подобряват, тъй като повърхността му се увеличава и при горенето се изисква по-голямо напрежение.

Разделянето на дълга дъга в серия от малки дъги

Ако дъгата, образувана от
отворете контактите, разделете с K малки дъги, например като ги затегнете
желязо решетка, тя ще излезе. Дъгата обикновено се вкарва в желязната решетка под въздействието на електрическо поле, индуцирано в решетъчните плочи от вихрови токове. Този метод на изгасване на дъгата се използва широко при превключване на устройства за напрежение под 1 kV, а именно при автоматични прекъсвачи на въздуха.

Охлаждане на дъгата в тесни процепи

Изгарянето на дъгата в малък обем е улеснено. Следователно, превключващите устройства използват широкоъгълни улеи с надлъжни процепи (оста на такъв слот съвпада по направление с оста на цевта). Такава празнина обикновено се появява в камерите на изолационните материали, устойчиви на дъгата. Благодарение на контакта на дъгата с хладки повърхности, настъпва наситеното му охлаждане, дифузията на заредените частици в околната среда и съответно бързото дейонизиране.

Освен прорезите с равномерни стени, се използват и слотове с ребра, издатини, удължители (джобове). Всичко това води до деформация на цевта
и спомага за увеличаване на зоната на контакт с охладените стени на камерата.

Издърпването на дъгата в тесни процепи обикновено се случва под действието на взаимодействие на магнитно поле
с дъга, която може да се разглежда като проводник с ток.

Външното магнитно поле за придвижване на дъгата се осигурява по-често от намотка, свързана на свой ред с контакти, между които се появява дъга. Изгарянето на дъгата в тесни процепи се използва в апаратурата за всички напрежения.

Сушене на дъгата с най-високо налягане

При постоянна температура, степента на йонизация на газа намалява с нарастващо налягане, докато топлопроводимостта на газа се увеличава. При други еднакви критерии това води до повишено охлаждане на дъгата. Погасяването на дъгата с помощта на най-високото налягане, създадено от самата дъга в плътно затворени камери, се използва широко в предпазителите и редица други апарати.

Сушене на дъгата в масло

Ако контактите на превключвателя се поставят в маслото, то тогава арката, получена от отварянето му, води до насищане на изпарението на маслото. В резултат на това се появява газообразен мехур (обвивка) около дъгата, състоящ се основно от водород (70 ... 80%), както и петролни пари. Еволюира газове при висока скорост попадат точно в дъга зона на цилиндъра да причинят смесване на хладен и горещ газ в пикочния мехур, наситен осигури охлаждане и дейонизация на разликата дъга, съответно. В допълнение, способността за дейонизиране на газовете увеличава налягането, създадено от бързото разграждане на маслото вътре в мехура.

Интензивността на процеса на загасяване на дъгата в маслото е по-голяма, колкото по-близо до дъгата контактува с маслото, а маслото се движи по-надеждно към дъгата. Като се има предвид това, дъгата е ограничена от затворено изолиращо устройство - дъгообразен улей. В тези камери създаде близък контакт на масло с дъгата, и с помощта на изолационни плочи и отворите отработените се образуват работни канали, по които има движение на нефт и газ, предоставяща наситен разпенващ (разпенващ) на дъгата.

Камерата на дъга в съответствие с принципа акт разделени в три основни групи: avtodutem когато най-високото налягане и скорост на газа в зоната на дъгата са създадени, за сметка на разсейване на енергията на дъгата, с принудителна масло взрив с помощта на специални бустер хидравличните устройства с магнитна закаляване в масло, когато Арката под действието на магнитно поле се премества в тесни процепи.

По-ефективни и обикновени аркадни камери с автоаутоп. В зависимост от местоположението на каналите и изпускателните отвори се разграничават камерите, в които потокът от наситени газове се осигурява от потоците на газообразната консистенция и маслото
по дължината на дъгата (надлъжно раздуване) или през дъгата (напречен взрив). Измерените методи за изгаряне на дъгата се използват широко при превключватели за напрежения над 1 kV.

Други методи за изгаряне на дъгата в апарати за напрежение над 1 kV