บ้าน > อุปกรณ์ขนส่งทางถนน

แรงดันอาร์ค อาร์คไฟฟ้าคืออะไรและเกิดขึ้นได้อย่างไร

22 สิงหาคม 2555 เวลา 10.00 น.

เมื่อมีการเปิดวงจรไฟฟ้า การคายประจุไฟฟ้าจะเกิดขึ้นในรูปของอาร์คไฟฟ้า สำหรับการปรากฏตัวของอาร์คไฟฟ้าก็เพียงพอแล้วที่แรงดันไฟฟ้าที่หน้าสัมผัสนั้นสูงกว่า 10 V ที่กระแสในวงจรที่ 0.1A หรือมากกว่า ที่แรงดันและกระแสที่สำคัญ อุณหภูมิภายในส่วนโค้งสามารถสูงถึง 10 ... 15,000 ° C อันเป็นผลมาจากการที่หน้าสัมผัสและชิ้นส่วนที่มีกระแสไฟฟ้าละลาย

ที่แรงดันไฟฟ้า 110 kV ขึ้นไป ความยาวส่วนโค้งสามารถเข้าถึงได้หลายเมตร ดังนั้นอาร์คไฟฟ้าโดยเฉพาะอย่างยิ่งในวงจรกำลังแรงสูงที่แรงดันไฟฟ้าสูงกว่า 1 kV จึงเป็นอันตรายอย่างยิ่ง แม้ว่าผลกระทบร้ายแรงอาจเกิดขึ้นในการติดตั้งที่แรงดันไฟฟ้าต่ำกว่า 1 kV เป็นผลให้อาร์คไฟฟ้าต้องถูก จำกัด ให้มากที่สุดและดับอย่างรวดเร็วในวงจรสำหรับแรงดันไฟฟ้าทั้งด้านบนและด้านล่าง 1 kV

สาเหตุของอาร์คไฟฟ้า

กระบวนการสร้างอาร์คไฟฟ้าสามารถทำได้ง่ายดังนี้ เมื่อหน้าสัมผัสแตกต่างกัน ความดันสัมผัส และดังนั้น พื้นผิวสัมผัสจะลดลงก่อน ความต้านทานการสัมผัสจะเพิ่มขึ้น (ความหนาแน่นกระแสและอุณหภูมิ - เฉพาะที่ (ในบางส่วนของพื้นที่สัมผัส) ความร้อนสูงเกินไปซึ่งนำไปสู่การปล่อยความร้อนเพิ่มเติมเมื่อ ภายใต้อิทธิพลของอุณหภูมิสูง ความเร็วของอิเล็กตรอนจะเพิ่มขึ้น และพวกมันจะระเบิดจากพื้นผิวของอิเล็กโทรด

ในช่วงเวลาของการติดต่อที่แตกต่างกันนั่นคือการหยุดชะงักของวงจรแรงดันไฟฟ้าจะถูกเรียกคืนอย่างรวดเร็วที่ช่องว่างของหน้าสัมผัส เนื่องจากระยะห่างระหว่างหน้าสัมผัสมีขนาดเล็กจึงเกิดสนามไฟฟ้าแรงสูงภายใต้อิทธิพลของอิเล็กตรอนที่หลบหนีจากพื้นผิวอิเล็กโทรด พวกมันเร่งความเร็วในสนามไฟฟ้า และเมื่อชนกับอะตอมที่เป็นกลาง ให้พลังงานจลน์แก่มัน หากพลังงานนี้เพียงพอที่จะฉีกอิเล็กตรอนอย่างน้อยหนึ่งตัวออกจากเปลือกของอะตอมที่เป็นกลาง กระบวนการไอออไนเซชันก็จะเกิดขึ้น

ผลลัพธ์ที่ได้คืออิเล็กตรอนและไอออนอิสระที่ประกอบขึ้นเป็นพลาสมาของเพลาอาร์ค นั่นคือช่องไอออไนซ์ที่อาร์คเผาไหม้และรับประกันการเคลื่อนที่ของอนุภาคอย่างต่อเนื่อง ในกรณีนี้ อนุภาคที่มีประจุลบ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นอิเล็กตรอน จะเคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียว (ไปทางขั้วบวก) และอะตอมและโมเลกุลของแก๊ส โดยปราศจากอิเล็กตรอนหนึ่งตัวหรือมากกว่า - อนุภาคที่มีประจุบวก - ในทิศทางตรงกันข้าม (ไปทางแคโทด) ค่าการนำไฟฟ้าในพลาสมาใกล้เคียงกับโลหะ

กระแสไฟขนาดใหญ่ไหลในเพลาอาร์คและเกิดอุณหภูมิสูงขึ้น อุณหภูมิของเพลาอาร์คดังกล่าวนำไปสู่การแตกตัวเป็นไอออนด้วยความร้อน - กระบวนการของการก่อตัวของไอออนเนื่องจากการชนกันของโมเลกุลและอะตอมด้วยพลังงานจลน์สูงที่ความเร็วสูงของการเคลื่อนที่ (โมเลกุลและอะตอมของตัวกลางที่อาร์คเผาไหม้สลายตัวเป็นอิเล็กตรอน และประจุบวก) การแตกตัวเป็นไอออนด้วยความร้อนแบบเข้มข้นจะคงค่าการนำไฟฟ้าในพลาสมาไว้สูง ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าตกตามความยาวของส่วนโค้งจึงมีขนาดเล็ก

ในอาร์คไฟฟ้า สองกระบวนการดำเนินไปอย่างต่อเนื่อง: นอกจากไอออไนเซชันแล้ว ยังมีการกำจัดไอออนของอะตอมและโมเลกุลอีกด้วย หลังเกิดขึ้นส่วนใหญ่โดยการแพร่กระจายนั่นคือการถ่ายโอนของอนุภาคที่มีประจุสู่สิ่งแวดล้อมและการรวมตัวของอิเล็กตรอนและไอออนที่มีประจุบวกซึ่งถูกรวมตัวใหม่เป็นอนุภาคที่เป็นกลางด้วยการกลับมาของพลังงานที่ใช้ไปในการสลายตัว ในกรณีนี้ความร้อนจะถูกขจัดออกสู่สิ่งแวดล้อม

ดังนั้น กระบวนการที่อยู่ระหว่างการพิจารณาสามารถแยกแยะได้สามขั้นตอน: การจุดระเบิดด้วยอาร์ค เมื่อเนื่องจากการแตกตัวเป็นไอออนของผลกระทบและการปล่อยอิเล็กตรอนจากแคโทด การปล่อยอาร์คเริ่มต้นขึ้น และความเข้มของไอออไนเซชันจะสูงกว่าการกำจัดไอออน การเผาอาร์คที่เสถียร โดยได้รับการสนับสนุนจากความร้อน ในเพลาอาร์ค เมื่อความเข้มข้นของไอออไนซ์และดีออไนเซชันเท่ากัน การดับอาร์คเมื่อความเข้มข้นของการกำจัดไอออนสูงกว่าการแตกตัวเป็นไอออน

วิธีการดับอาร์คในอุปกรณ์สวิตช์ไฟฟ้า

เพื่อตัดการเชื่อมต่อองค์ประกอบของวงจรไฟฟ้าและไม่รวมความเสียหายต่ออุปกรณ์สวิตชิ่ง ไม่เพียง แต่ต้องเปิดหน้าสัมผัสเท่านั้น แต่ยังต้องดับส่วนโค้งที่ปรากฏระหว่างพวกเขาด้วย กระบวนการของการสูญเสียอาร์คเช่นเดียวกับการเผาไหม้นั้นแตกต่างกันสำหรับกระแสสลับและกระแสตรง สิ่งนี้ถูกกำหนดโดยข้อเท็จจริงที่ว่าในกรณีแรกกระแสในส่วนโค้งผ่านศูนย์ทุกครึ่งรอบ ในช่วงเวลาเหล่านี้ การปลดปล่อยพลังงานในส่วนโค้งจะหยุดและส่วนโค้งจะดับเองตามธรรมชาติในแต่ละครั้ง จากนั้นจะสว่างขึ้นอีกครั้ง

ในทางปฏิบัติ กระแสในส่วนโค้งจะเข้าใกล้ศูนย์เร็วกว่าจุดตัดของศูนย์เล็กน้อย เนื่องจากเมื่อกระแสลดลง พลังงานที่จ่ายไปยังส่วนโค้งจะลดลง อุณหภูมิของส่วนโค้งจะลดลงตามลำดับ และไอออไนเซชันจากความร้อนจะหยุดลง ในกรณีนี้ กระบวนการกำจัดไอออนจะดำเนินไปอย่างเข้มข้นในช่องว่างส่วนโค้ง หากในขณะนั้นเปิดและแยกหน้าสัมผัสออกอย่างรวดเร็ว ความล้มเหลวทางไฟฟ้าที่ตามมาอาจไม่เกิดขึ้น และวงจรจะถูกปิดโดยไม่มีส่วนโค้ง อย่างไรก็ตาม มันยากมากที่จะทำสิ่งนี้ในทางปฏิบัติ ดังนั้นจึงต้องใช้มาตรการพิเศษเพื่อเร่งการสูญพันธุ์ของส่วนโค้ง ซึ่งทำให้แน่ใจได้ว่าพื้นที่ส่วนโค้งเย็นลงและจำนวนอนุภาคที่มีประจุลดลง

ผลของการแยกไอออน ความแรงไดอิเล็กตริกของช่องว่างจะค่อยๆ เพิ่มขึ้น และในขณะเดียวกัน แรงดันไฟฟ้ ากลับเพิ่มขึ้นทั่วทั้งช่องว่าง ขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของค่าเหล่านี้ว่าส่วนโค้งจะสว่างขึ้นในช่วงครึ่งหลังของช่วงเวลาหรือไม่ หากความเป็นฉนวนของช่องว่างเพิ่มขึ้นเร็วกว่าและมากกว่าแรงดันกู้คืน อาร์กจะไม่จุดไฟอีกต่อไป มิฉะนั้นส่วนโค้งจะคงที่ เงื่อนไขแรกกำหนดปัญหาของการดับอาร์ค

ในอุปกรณ์สวิตชิ่งจะใช้วิธีการดับอาร์คแบบต่างๆ

ส่วนต่ออาร์ค

เมื่อหน้าสัมผัสแตกต่างในกระบวนการปิดวงจรไฟฟ้าส่วนโค้งที่เกิดขึ้นจะถูกยืดออก ในกรณีนี้ สภาพการระบายความร้อนของส่วนโค้งจะดีขึ้น เนื่องจากพื้นผิวเพิ่มขึ้นและต้องใช้แรงดันไฟฟ้ามากขึ้นในการเผาไหม้

การแบ่งส่วนโค้งยาวออกเป็นชุดของส่วนโค้งสั้น

หากส่วนโค้งที่เกิดขึ้นเมื่อมีการเปิดหน้าสัมผัสถูกแบ่งออกเป็นส่วนโค้งสั้น K ตัวอย่างเช่นโดยการขันให้เป็นกริดโลหะก็จะออกไป อาร์คมักจะถูกดึงเข้าไปในตะแกรงโลหะภายใต้อิทธิพลของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำในแผ่นตะแกรงโดยกระแสน้ำวน วิธีการดับอาร์คนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์สวิตชิ่งสำหรับแรงดันไฟฟ้าที่ต่ำกว่า 1 kV โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเบรกเกอร์วงจรอากาศอัตโนมัติ

อาร์คระบายความร้อนในช่องแคบ

อำนวยความสะดวกในการดับของส่วนโค้งในปริมาณน้อย ดังนั้นรางโค้งที่มีช่องตามยาวจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์สวิตชิ่ง (แกนของช่องดังกล่าวสอดคล้องกับแกนของเพลาอาร์ค) ช่องว่างดังกล่าวมักเกิดขึ้นในห้องที่ทำจากวัสดุที่ทนต่อการอาร์ค เนื่องจากการสัมผัสกับส่วนโค้งกับพื้นผิวที่เย็น การระบายความร้อนอย่างเข้มข้น การแพร่กระจายของอนุภาคที่มีประจุสู่สิ่งแวดล้อม และด้วยเหตุนี้ จึงเกิดการกำจัดไอออนอย่างรวดเร็ว

นอกจากช่องที่มีผนังขนานกับระนาบแล้ว ช่องที่มีซี่โครง ส่วนที่ยื่นออกมา และส่วนต่อขยาย (กระเป๋า) ก็ใช้เช่นกัน ทั้งหมดนี้นำไปสู่การเสียรูปของเพลาอาร์คและมีส่วนทำให้พื้นที่สัมผัสกับผนังเย็นของห้องเพิ่มขึ้น

การวาดส่วนโค้งลงในช่องแคบมักเกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของสนามแม่เหล็กที่มีปฏิสัมพันธ์กับส่วนโค้ง ซึ่งถือได้ว่าเป็นตัวนำไฟฟ้าที่มีกระแสไหลผ่าน

สนามแม่เหล็กภายนอกสำหรับการเคลื่อนส่วนโค้งนั้นมักมีให้โดยขดลวดที่เชื่อมต่อเป็นอนุกรมโดยมีหน้าสัมผัสระหว่างส่วนโค้งที่เกิดขึ้น อาร์คดับในช่องแคบใช้ในอุปกรณ์สำหรับแรงดันไฟฟ้าทั้งหมด

เครื่องดับเพลิงอาร์คแรงดันสูง

ที่อุณหภูมิคงที่ ระดับการแตกตัวเป็นไอออนของแก๊สจะลดลงตามแรงดันที่เพิ่มขึ้น ในขณะที่ค่าการนำความร้อนของแก๊สจะเพิ่มขึ้น สิ่งอื่นที่เท่าเทียมกัน สิ่งนี้นำไปสู่การเย็นตัวของส่วนโค้งที่เพิ่มขึ้น การดับไฟอาร์คด้วยแรงดันสูงซึ่งสร้างขึ้นโดยอาร์คในห้องที่ปิดสนิท มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในฟิวส์และอุปกรณ์อื่นๆ จำนวนหนึ่ง

อาร์คดับในน้ำมัน

หากหน้าสัมผัสของเซอร์กิตเบรกเกอร์อยู่ในน้ำมัน ส่วนโค้งที่เกิดขึ้นเมื่อเปิดจะทำให้เกิดการระเหยของน้ำมันอย่างเข้มข้น เป็นผลให้เกิดฟองแก๊ส (เปลือก) รอบอาร์คซึ่งประกอบด้วยไฮโดรเจนส่วนใหญ่ (70 ... 80%) เช่นเดียวกับไอน้ำมัน ก๊าซที่ปล่อยออกมาด้วยความเร็วสูงจะทะลุเข้าไปในโซนของเพลาอาร์คโดยตรง ทำให้เกิดการผสมของก๊าซเย็นและร้อนในฟองอากาศ ให้ความเย็นอย่างเข้มข้น และด้วยเหตุนี้ การกำจัดไอออนของช่องว่างอาร์ค นอกจากนี้ ความสามารถในการกำจัดไอออนของก๊าซยังเพิ่มแรงดันที่เกิดขึ้นระหว่างการสลายตัวอย่างรวดเร็วของน้ำมันภายในฟองสบู่

ความเข้มข้นของกระบวนการดับอาร์คในน้ำมันจะยิ่งสูง ยิ่งอาร์คเข้าใกล้น้ำมันมากเท่านั้น และน้ำมันจะเคลื่อนที่เร็วขึ้นเมื่อเทียบกับอาร์ค ด้วยเหตุนี้ช่องว่างส่วนโค้งจึงถูก จำกัด ด้วยอุปกรณ์ฉนวนปิด - รางโค้ง ในห้องเหล่านี้จะมีการสร้างการสัมผัสที่ใกล้ชิดของน้ำมันกับส่วนโค้งและด้วยความช่วยเหลือของแผ่นฉนวนและรูระบายอากาศช่องทางการทำงานจะถูกสร้างขึ้นโดยที่น้ำมันและก๊าซเคลื่อนที่โดยให้การเป่า (เป่า) ของส่วนโค้งอย่างเข้มข้น

ตามหลักการทำงาน รางโค้งแบ่งออกเป็นสามกลุ่มหลัก: ด้วยการเป่าอัตโนมัติเมื่อความดันสูงและความเร็วของการเคลื่อนที่ของก๊าซในเขตอาร์คถูกสร้างขึ้นเนื่องจากพลังงานที่ปล่อยออกมาในส่วนโค้งโดยมีการบังคับน้ำมันแบบพิเศษ ปั๊มกลไกไฮดรอลิกด้วยการดับแม่เหล็กในน้ำมันเมื่อส่วนโค้งภายใต้การกระทำของสนามแม่เหล็กเคลื่อนเข้าสู่ช่องแคบ

รางโค้งที่มีประสิทธิภาพและเรียบง่ายที่สุดพร้อมระบบเป่าลมอัตโนมัติ ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของช่องและรูระบายอากาศ ห้องมีความแตกต่างกันซึ่งมีการเป่าส่วนผสมของไอก๊าซและน้ำมันอย่างเข้มข้นตามส่วนโค้ง (ระเบิดตามยาว) หรือข้ามส่วนโค้ง (ระเบิดตามขวาง) วิธีการที่พิจารณาในการดับอาร์คนั้นใช้กันอย่างแพร่หลายในเบรกเกอร์วงจรสำหรับแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่า 1 kV

วิธีอื่นในการดับอาร์คในอุปกรณ์สำหรับแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่า 1 kV

นอกจากวิธีการดับอาร์คข้างต้นแล้ว พวกเขายังใช้: อากาศอัด การไหลของอากาศที่พัดไปตามหรือข้ามส่วนโค้ง ให้ความเย็นอย่างเข้มข้น (แทนที่จะใช้อากาศ ก๊าซอื่นมักใช้ มักได้มาจากก๊าซที่เป็นของแข็ง- กำเนิดวัสดุ - ไฟเบอร์, พลาสติกไวนิล, ฯลฯ - เนื่องจากการสลายตัวของอาร์กเอง), SF6 (ซัลเฟอร์เฮกซาฟลูออไรด์) ซึ่งมีความแข็งแรงทางไฟฟ้าสูงกว่าอากาศและไฮโดรเจนซึ่งเป็นผลมาจากการเผาไหม้ในส่วนนี้ ก๊าซแม้ที่ความดันบรรยากาศจะดับลงอย่างรวดเร็ว ก๊าซที่หายากมาก (สูญญากาศ) เมื่อเปิดหน้าสัมผัสซึ่งส่วนโค้งจะไม่สว่างขึ้นอีก (ดับ) หลังจากกระแสผ่านครั้งแรกผ่านศูนย์

สิ่งพิมพ์ล่าสุด

สวัสดีผู้เยี่ยมชมบล็อกของฉันทุกคน หัวข้อของบทความวันนี้คืออาร์คไฟฟ้าและการป้องกันอาร์คไฟฟ้า หัวข้อนี้ไม่ได้ตั้งใจ ฉันเขียนจากโรงพยาบาล Sklifosovsky เดาว่าทำไม?

อาร์คไฟฟ้าคืออะไร

นี่เป็นหนึ่งในประเภทของการปล่อยไฟฟ้าในก๊าซ (ปรากฏการณ์ทางกายภาพ) เรียกอีกอย่างว่า - การปลดปล่อยอาร์คหรืออาร์คโวลตาอิก ประกอบด้วยก๊าซกึ่งเป็นกลางทางไฟฟ้าที่แตกตัวเป็นไอออน (พลาสมา)

อาจเกิดขึ้นระหว่างอิเล็กโทรดสองขั้วเมื่อแรงดันไฟฟ้าระหว่างอิเล็กโทรดเพิ่มขึ้นหรือเมื่อเข้าใกล้กัน

สั้น ๆ เกี่ยวกับ คุณสมบัติ: อุณหภูมิอาร์คไฟฟ้า ตั้งแต่ 2500 ถึง 7000 °C อย่างไรก็ตามอุณหภูมิไม่เล็ก ปฏิกิริยาระหว่างโลหะกับพลาสมาทำให้เกิดความร้อน ออกซิเดชัน การหลอมเหลว การระเหย และการกัดกร่อนประเภทอื่นๆ พร้อมกับการแผ่รังสีแสง การระเบิดและคลื่นกระแทก อุณหภูมิสูงพิเศษ ไฟไหม้ โอโซนและการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์

มีข้อมูลมากมายบนอินเทอร์เน็ตเกี่ยวกับอาร์คไฟฟ้า คุณสมบัติของมันคืออะไร หากคุณสนใจในรายละเอียดเพิ่มเติม ให้ดู ตัวอย่างเช่น ใน en.wikipedia.org

ตอนนี้เกี่ยวกับอุบัติเหตุของฉัน มันยากที่จะเชื่อ แต่เมื่อ 2 วันก่อนฉันพบปรากฏการณ์นี้โดยตรงและไม่ประสบความสำเร็จ มันเป็นเช่นนี้: เมื่อวันที่ 21 พฤศจิกายน ที่ทำงาน ฉันได้รับคำสั่งให้ทำการเดินสายไฟของหลอดไฟในกล่องรวมสัญญาณ จากนั้นจึงเชื่อมต่อเข้ากับเครือข่าย ไม่มีปัญหากับการเดินสาย แต่เมื่อฉันเข้าไปในโล่ ปัญหาบางอย่างก็เกิดขึ้น น่าเสียดายที่ Androyd ลืมบ้านของเขา ไม่ได้ถ่ายรูปแผงไฟฟ้า มิฉะนั้นจะชัดเจนกว่านี้ บางทีฉันอาจจะทำมากขึ้นเมื่อฉันไปทำงาน ดังนั้นโล่จึงเก่ามาก - 3 เฟส, ศูนย์บัส (หรือที่รู้จักกันในชื่อกราวด์), ออโตมาตะ 6 ตัวและสวิตช์แพ็คเก็ต (ดูเหมือนว่าทุกอย่างจะง่าย) ในตอนแรกเงื่อนไขไม่น่าเชื่อถือ ฉันต้องดิ้นรนกับยางศูนย์เป็นเวลานาน เนื่องจากน๊อตทั้งหมดขึ้นสนิม หลังจากนั้นฉันก็ใส่เฟสบนเครื่องอย่างง่ายดาย ทุกอย่างเรียบร้อยดีฉันตรวจสอบหลอดไฟแล้วใช้งานได้

หลังจากนั้นเขาก็กลับไปที่โล่เพื่อวางสายไฟอย่างระมัดระวังและปิดมัน ฉันต้องการสังเกตว่าแผงไฟฟ้าอยู่ที่ความสูง ~ 2 เมตรในทางเดินแคบ ๆ และเพื่อไปถึงนั้น ฉันใช้บันได (บันได) เมื่อวางสายไฟ ฉันพบประกายไฟบนหน้าสัมผัสของเครื่องอื่น ซึ่งทำให้หลอดไฟกะพริบ ดังนั้นฉันจึงขยายรายชื่อทั้งหมดและตรวจสอบสายไฟที่เหลือต่อไป (เพื่อทำครั้งเดียวและไม่กลับมาทำสิ่งนี้อีก) เมื่อพบว่ามีสัมผัสเดียวที่กระเป๋ามีอุณหภูมิสูง ฉันจึงตัดสินใจยืดเวลาออกไปด้วย ฉันเอาไขควงมาพิงกับสกรูแล้วหมุน ปัง! มีการระเบิดแฟลชฉันถูกเหวี่ยงกลับกระแทกกำแพงฉันล้มลงกับพื้นไม่มีอะไรมองเห็นได้ (ตาบอด) โล่ไม่หยุดระเบิดและหึ่ง ทำไมป้องกันไม่ได้ก็ไม่รู้ ฉันรู้สึกได้ว่าฉันต้องออกไป ฉันออกไปโดยการสัมผัสคลาน เมื่อออกจากทางแคบนี้แล้ว เขาก็เริ่มโทรหาคู่ของเขา ในขณะนั้นฉันรู้สึกว่ามีบางอย่างผิดปกติกับมือขวาของฉัน (ฉันถือไขควงไว้ด้วย) รู้สึกเจ็บปวดอย่างมาก

ร่วมกับคู่หูของฉัน เราตัดสินใจว่าเราต้องวิ่งไปที่จุดปฐมพยาบาล เกิดอะไรขึ้นต่อไป ฉันว่ามันไม่คุ้มที่จะบอก พวกเขาแค่ต่อยและไปโรงพยาบาล ฉันจะไม่มีวันลืมเสียงอันน่าสยดสยองของไฟฟ้าลัดวงจรอันยาวนาน

ตอนนี้ฉันอยู่ในโรงพยาบาล ฉันมีรอยถลอกที่หัวเข่า หมอคิดว่าฉันตกใจมาก นี่คือทางออก ดังนั้นพวกเขาจึงเฝ้าสังเกตหัวใจของฉัน ฉันเชื่อว่ากระแสไฟไม่ได้พัดฉัน แต่การไหม้ที่แขนของฉันเกิดจากอาร์คไฟฟ้าที่เกิดขึ้นระหว่างไฟฟ้าลัดวงจร

เกิดอะไรขึ้นที่นั่น เหตุใดจึงเกิดการลัดวงจร ฉันยังไม่ทราบ ฉันคิดว่าเมื่อสกรูถูกหมุน หน้าสัมผัสนั้นเคลื่อนที่และเกิดการลัดวงจรของเฟสต่อเฟส หรือมีลวดเปล่าอยู่ด้านหลังแพ็คเก็ต สวิตช์และเมื่อสกรูเข้าหา อาร์คไฟฟ้า. ฉันจะรู้ทีหลังถ้าพวกเขาคิดออก

ประณามฉันไปแต่งตัวพวกเขาพันมือฉันมากจนฉันเขียนตอนนี้)))

ฉันไม่ได้ถ่ายรูปโดยไม่มีผ้าพันแผล มันไม่ใช่ภาพที่น่ายินดีนัก ฉันไม่ต้องการทำให้ตกใจช่างไฟฟ้ามือใหม่ ....

มาตรการป้องกันอาร์คไฟฟ้าที่สามารถปกป้องฉันได้มีอะไรบ้าง? หลังจากวิเคราะห์อินเทอร์เน็ตแล้ว ฉันเห็นว่าวิธีที่นิยมที่สุดในการปกป้องผู้คนในการติดตั้งระบบไฟฟ้าจากอาร์คไฟฟ้าคือชุดทนความร้อน ในอเมริกาเหนือ เซอร์กิตเบรกเกอร์พิเศษของซีเมนส์ได้รับความนิยมอย่างมาก ซึ่งป้องกันทั้งจากอาร์คไฟฟ้าและจากกระแสไฟสูงสุด ในขณะนี้ในรัสเซียเครื่องดังกล่าวใช้เฉพาะที่สถานีไฟฟ้าแรงสูงเท่านั้น ในกรณีของฉันถุงมืออิเล็กทริกก็เพียงพอสำหรับฉัน แต่ลองคิดดูว่าจะเชื่อมต่อหลอดไฟกับพวกเขาอย่างไร มันอึดอัดมาก ฉันยังแนะนำให้ใช้แว่นตาเพื่อปกป้องดวงตาของคุณ

ในการติดตั้งระบบไฟฟ้า การต่อสู้กับอาร์คไฟฟ้าจะดำเนินการโดยใช้เบรกเกอร์สูญญากาศและน้ำมัน เช่นเดียวกับความช่วยเหลือของขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้าร่วมกับรางอาร์ค

มันคือทั้งหมด? ไม่! วิธีที่น่าเชื่อถือที่สุดในการป้องกันตัวเองจากอาร์คไฟฟ้าในความคิดของฉันคือ งานคลายเครียด . ฉันไม่รู้เกี่ยวกับคุณ แต่ฉันจะไม่ทำงานภายใต้ความเครียดอีกต่อไป ...

นี่คือบทความของฉัน อาร์คไฟฟ้าและ การป้องกันส่วนโค้งสิ้นสุด มีอะไรเพิ่มไหม ทิ้งข้อความไว้.

ในหนังสือ "ข่าวการทดลองไฟฟ้า - ไฟฟ้าโดยใช้แบตเตอรี่ขนาดใหญ่ซึ่งบางครั้งประกอบด้วยวงกลมทองแดงและสังกะสี 4200" (เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก, 1803) อาร์คไฟฟ้าเป็นกรณีพิเศษของรูปแบบที่สี่ของสถานะของสสาร - พลาสมา - และประกอบด้วยก๊าซกึ่งเป็นกลางทางไฟฟ้าที่แตกตัวเป็นไอออน การมีประจุไฟฟ้าฟรีช่วยให้มั่นใจถึงการนำไฟฟ้าของอาร์คไฟฟ้า

ปรากฏการณ์ทางกายภาพ

อาร์คไฟฟ้าระหว่างอิเล็กโทรดสองขั้วในอากาศที่ความดันบรรยากาศจะเกิดขึ้นดังนี้:

เมื่อแรงดันไฟฟ้าระหว่างอิเล็กโทรดทั้งสองเพิ่มขึ้นถึงระดับหนึ่งในอากาศ จะเกิดการพังทลายทางไฟฟ้าระหว่างอิเล็กโทรด แรงดันพังทลายทางไฟฟ้าขึ้นอยู่กับระยะห่างระหว่างอิเล็กโทรดกับปัจจัยอื่นๆ ศักยภาพการแตกตัวเป็นไอออนของอิเล็กตรอนตัวแรกของอะตอมโลหะจะอยู่ที่ประมาณ 4.5 - 5 V และแรงดันไฟอาร์กเป็นสองเท่าของ (9 - 10 V) จำเป็นต้องใช้พลังงานในการออกจากอิเล็กตรอนจากอะตอมโลหะของอิเล็กโทรดหนึ่งและในการแตกตัวเป็นไอออนของอะตอมของอิเล็กโทรดที่สอง กระบวนการนี้นำไปสู่การก่อตัวของพลาสม่าระหว่างอิเล็กโทรดและการเผาไหม้ของส่วนโค้ง (สำหรับการเปรียบเทียบ: แรงดันไฟฟ้าขั้นต่ำสำหรับการก่อตัวของประกายไฟจะเกินศักยภาพการส่งออกของอิเล็กตรอนเล็กน้อย - สูงถึง 6 V)

เพื่อเริ่มต้นการแยกย่อยที่แรงดันไฟฟ้าที่มีอยู่ อิเล็กโทรดจะถูกนำเข้าใกล้กันมากขึ้น ในระหว่างการสลาย การปล่อยประกายไฟมักจะเกิดขึ้นระหว่างอิเล็กโทรด ซึ่งจะทำให้วงจรไฟฟ้าปิดด้วยพัลส์ อิเล็กตรอนในประกายไฟจะปล่อยโมเลกุลไอออไนซ์ในช่องว่างอากาศระหว่างอิเล็กโทรด ด้วยพลังงานที่เพียงพอของแหล่งจ่ายแรงดันในช่องว่างอากาศ พลาสมาในปริมาณที่เพียงพอจะถูกสร้างขึ้นสำหรับแรงดันพังทลายหรือความต้านทานของช่องว่างอากาศที่ลดลงอย่างมีนัยสำคัญ ในกรณีนี้ การปล่อยประกายไฟจะเปลี่ยนเป็นการปล่อยอาร์ค ซึ่งเป็นสายพลาสมาระหว่างอิเล็กโทรด ซึ่งเป็นอุโมงค์พลาสมา อันที่จริงอาร์คที่ได้นั้นเป็นตัวนำและปิดวงจรไฟฟ้าระหว่างอิเล็กโทรด เป็นผลให้กระแสเฉลี่ยเพิ่มขึ้นมากยิ่งขึ้นทำให้อาร์คร้อนขึ้นถึง 5,000-50000 ในกรณีนี้ถือว่าการจุดระเบิดของส่วนโค้งเสร็จสมบูรณ์ หลังจากการจุดระเบิด การเผาไหม้อาร์คที่เสถียรจะมั่นใจได้โดยการปล่อยความร้อนจากแคโทดที่ถูกทำให้ร้อนโดยกระแสไฟและการทิ้งระเบิดด้วยไอออน

หลังจากการจุดระเบิด อาร์คจะยังคงเสถียรเมื่อหน้าสัมผัสทางไฟฟ้าถูกแยกออกไปในระยะทางที่กำหนด

ปฏิกิริยาของอิเล็กโทรดกับอาร์คพลาสม่าทำให้เกิดความร้อน การหลอมละลายบางส่วน การระเหย ออกซิเดชัน และการกัดกร่อนประเภทอื่นๆ

ในระหว่างการทำงานของการติดตั้งไฟฟ้าแรงสูงซึ่งลักษณะของอาร์คไฟฟ้าเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้เมื่อเปลี่ยนวงจรไฟฟ้า การต่อสู้กับมันจะดำเนินการโดยใช้ขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้ารวมกับรางอาร์ค ในบรรดาวิธีการอื่น ๆ เป็นที่ทราบกันดีว่าการใช้เบรกเกอร์สูญญากาศ, อากาศ, SF6 และน้ำมันรวมถึงวิธีการโอนกระแสไปยังโหลดสดที่ทำลายวงจรไฟฟ้าอย่างอิสระ

โครงสร้างส่วนโค้ง

อาร์กไฟฟ้าประกอบด้วยบริเวณแคโทดและแอโนด คอลัมน์อาร์ค บริเวณทรานซิชัน ความหนาของบริเวณแอโนดคือ 0.001 มม. บริเวณแคโทดประมาณ 0.0001 มม.

อุณหภูมิในบริเวณแอโนดระหว่างการเชื่อมอิเล็กโทรดสิ้นเปลืองอยู่ที่ประมาณ 2500 ... 4000 ° C อุณหภูมิในคอลัมน์อาร์คอยู่ที่ 7000 ถึง 18 000 ° C ในพื้นที่แคโทด - 9000 - 12000 ° C

คอลัมน์อาร์คเป็นกลางทางไฟฟ้า ในส่วนใด ๆ ของมันมีอนุภาคประจุที่มีเครื่องหมายตรงข้ามกันจำนวนเท่ากัน แรงดันไฟฟ้าตกในคอลัมน์อาร์คเป็นสัดส่วนกับความยาว

แนวเชื่อมแบ่งตาม:

  • วัสดุอิเล็กโทรด - มีอิเล็กโทรดที่สิ้นเปลืองและไม่ใช้แล้ว
  • องศาของการบีบอัดคอลัมน์ - ส่วนโค้งฟรีและบีบอัด
  • ตามกระแสที่ใช้ - ส่วนโค้งของกระแสตรงและส่วนโค้งของกระแสสลับ
  • ตามขั้วของกระแสไฟฟ้าตรง - ขั้วตรง ("-" บนอิเล็กโทรด "+" - บนผลิตภัณฑ์) และขั้วย้อนกลับ
  • เมื่อใช้กระแสสลับ - อาร์คเฟสเดียวและสามเฟส

อาร์คที่ควบคุมตนเอง

เมื่อมีสิ่งรบกวนภายนอกเกิดขึ้น - การเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟหลัก ความเร็วในการป้อนลวด ฯลฯ - การละเมิดเกิดขึ้นในสมดุลที่กำหนดไว้ระหว่างอัตราการป้อนและอัตราการหลอม ด้วยการเพิ่มขึ้นของความยาวอาร์คในวงจร กระแสเชื่อมและอัตราการหลอมของลวดอิเล็กโทรดจะลดลง และอัตราการป้อน ค่าคงที่ที่เหลืออยู่ จะมากกว่าอัตราการหลอมเหลว ซึ่งนำไปสู่การฟื้นฟูความยาวส่วนโค้ง เมื่อความยาวของส่วนโค้งลดลง อัตราการหลอมของเส้นลวดจะมากกว่าอัตราการป้อน ซึ่งจะนำไปสู่การฟื้นฟูความยาวส่วนโค้งปกติ

ประสิทธิภาพของกระบวนการควบคุมตัวเองของส่วนโค้งได้รับผลกระทบอย่างมากจากรูปร่างของลักษณะแรงดันกระแสของแหล่งพลังงาน ความเร็วสูงของการแกว่งของความยาวส่วนโค้งจะทำงานโดยอัตโนมัติโดยมีลักษณะเฉพาะของแรงดันกระแสไฟที่เข้มงวดของวงจร

แอปพลิเคชั่นที่มีประโยชน์

งานเชื่อมไฟฟ้า

อาร์คไฟฟ้าใช้ในการเชื่อมโลหะด้วยไฟฟ้า สำหรับการถลุงเหล็ก (เตาหลอมเหล็กอาร์ค) และในการให้แสงสว่าง (ในหลอดอาร์ค) บางครั้งใช้คุณสมบัติของลักษณะโวลต์-แอมแปร์ที่ไม่เป็นเชิงเส้นของส่วนโค้ง (ดูเครื่องดับเพลิงภาคสนาม)

แหล่งกำเนิดแสง

อาร์คไฟฟ้าต่อสู้

ในอุปกรณ์จำนวนหนึ่ง ปรากฏการณ์ของอาร์คไฟฟ้าเป็นอันตราย ประการแรกคือ อุปกรณ์สวิตช์หน้าสัมผัสที่ใช้ในแหล่งจ่ายไฟและไดรฟ์ไฟฟ้า: สวิตช์ไฟฟ้าแรงสูง สวิตช์อัตโนมัติ คอนแทคเตอร์ ฉนวนขวางบนเครือข่ายหน้าสัมผัสของรางไฟฟ้าและการขนส่งทางไฟฟ้าในเมือง เมื่อโหลดถูกตัดการเชื่อมต่อโดยอุปกรณ์ข้างต้น อาร์คจะเกิดขึ้นระหว่างหน้าสัมผัสที่ขาด

กลไกการเกิดส่วนโค้งในกรณีนี้มีดังนี้:

  • การลดแรงกดสัมผัส - จำนวนจุดสัมผัสลดลงความต้านทานในโหนดสัมผัสเพิ่มขึ้น
  • จุดเริ่มต้นของความแตกต่างของการติดต่อ - การก่อตัวของ "สะพาน" จากโลหะหลอมเหลวของหน้าสัมผัส (ในสถานที่ของจุดติดต่อสุดท้าย);
  • การแตกและการระเหยของ "สะพาน" จากโลหะหลอมเหลว
  • การก่อตัวของอาร์กไฟฟ้าในไอโลหะ (ซึ่งก่อให้เกิดไอออนไนซ์มากขึ้นของช่องว่างสัมผัสและความยากลำบากในการดับอาร์ค);
  • การอาร์คที่เสถียรพร้อมการสัมผัสที่เหนื่อยหน่ายอย่างรวดเร็ว

สำหรับความเสียหายน้อยที่สุดต่อหน้าสัมผัส จำเป็นต้องดับส่วนโค้งในเวลาขั้นต่ำ พยายามทุกวิถีทางเพื่อป้องกันไม่ให้ส่วนโค้งอยู่ในที่เดียว (เมื่อส่วนโค้งเคลื่อนที่ ความร้อนที่ปล่อยออกมาในนั้นจะกระจายไปทั่วร่างกายของ ผู้ติดต่อ)

เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดข้างต้น จะใช้วิธีการปราบปรามส่วนโค้งต่อไปนี้:

  • การระบายความร้อนของส่วนโค้งโดยการไหลของตัวกลางระบายความร้อน - ของเหลว (สวิตช์น้ำมัน); แก๊ส - (เบรกเกอร์อากาศ, เบรกเกอร์แก๊สอัตโนมัติ, เบรกเกอร์น้ำมัน, เบรกเกอร์ SF6) และการไหลของตัวกลางทำความเย็นสามารถผ่านได้ทั้งตามเพลาอาร์ค (การทำให้หมาด ๆ ตามยาว) และข้าม (การทำให้หมาด ๆ ตามขวาง); บางครั้งใช้การทำให้หมาด ๆ ตามขวางตามยาว
  • การใช้ความสามารถในการดับอาร์คของสุญญากาศ - เป็นที่ทราบกันดีว่าเมื่อความดันของก๊าซรอบ ๆ หน้าสัมผัสสวิตช์ลดลงเป็นค่าที่แน่นอน เบรกเกอร์สูญญากาศจะนำไปสู่การสูญพันธุ์อาร์คที่มีประสิทธิภาพ (เนื่องจากไม่มีตัวพาสำหรับการก่อตัวของอาร์ค) .
  • การใช้วัสดุสัมผัสที่ทนต่อส่วนโค้งมากขึ้น
  • การใช้วัสดุสัมผัสที่มีศักยภาพในการแตกตัวเป็นไอออนสูง
  • การใช้กริดอาร์ค (สวิตช์อัตโนมัติ, สวิตช์แม่เหล็กไฟฟ้า) หลักการของการประยุกต์ใช้การปราบปรามอาร์กบนตะแกรงนั้นขึ้นอยู่กับการประยุกต์ใช้ผลกระทบของการตกใกล้แคโทดในส่วนโค้ง (แรงดันตกส่วนใหญ่ในส่วนโค้งคือแรงดันตกที่ขั้วลบ รางน้ำอาร์คเป็นชุดของ รายชื่อติดต่อสำหรับส่วนโค้งที่ไปถึงที่นั่น)
  • การใช้รางโค้ง - การเข้าไปในห้องที่ทำจากวัสดุที่ทนต่อการโค้งงอ เช่น พลาสติกที่มีขนาดเล็ก ซึ่งมีช่องแคบบางครั้งเป็นซิกแซก ส่วนโค้งจะยืดออก หดตัวและเย็นตัวลงอย่างมากจากการสัมผัสกับผนังของห้อง
  • การใช้ "การระเบิดด้วยแม่เหล็ก" - เนื่องจากส่วนโค้งนั้นแตกตัวเป็นไอออนอย่างแรง ดังนั้นในการประมาณค่าแรกจึงถือได้ว่าเป็นตัวนำที่ยืดหยุ่นด้วยกระแส ด้วยการสร้างแม่เหล็กไฟฟ้าพิเศษ (เชื่อมต่อแบบอนุกรมกับส่วนโค้ง) สนามแม่เหล็กสามารถสร้างการเคลื่อนที่ของส่วนโค้งเพื่อกระจายความร้อนอย่างสม่ำเสมอทั่วหน้าสัมผัส และขับเข้าไปในรางหรือตะแกรงโค้ง การออกแบบเซอร์กิตเบรกเกอร์บางแบบจะสร้างสนามแม่เหล็กเรเดียลที่ส่งแรงบิดให้กับส่วนโค้ง
  • การแบ่งหน้าสัมผัสในขณะที่เปิดคีย์เซมิคอนดักเตอร์กำลังที่มีไทริสเตอร์หรือ triac เชื่อมต่อขนานกับหน้าสัมผัสหลังจากเปิดหน้าสัมผัสสวิตช์เซมิคอนดักเตอร์จะปิดในขณะที่แรงดันไฟฟ้าผ่านศูนย์ (คอนแทคไฮบริดไทริคอน)
    • .
  • ปล่อยประกายไฟ- บทความจากสารานุกรมแห่งสหภาพโซเวียตผู้ยิ่งใหญ่
  • ไรเซอร์ ยู.พี.ฟิสิกส์ของการปล่อยก๊าซ - ครั้งที่ 2 - ม. : เนาคา, 2535. - 536 น. - ISBN 5-02014615-3
  • Rodshtein L.A. อุปกรณ์ไฟฟ้า L 1981
  • เคลริซี, มัตเตโอ; หูยี; Lassonde, ฟิลิปป์; มิเลียน, คาร์ลส์; คูเอรอน, อาร์โนด์; Christodoulides, Demetrios N.; เฉิน Zhigang; Razzari, ลูก้า; วิดัล, ฟรองซัวส์ (2015-06-01). "เลเซอร์ช่วยชี้นำการปล่อยไฟฟ้ารอบวัตถุ". ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ 1(5): e1400111 Bibcode:2015SciA….1E0111C. ดอย:10.1126/sciadv.1400111. ISSN 2375-2548.

การเกิดขึ้นของอาร์กไฟฟ้าและคุณสมบัติของอาร์กไฟฟ้า กระบวนการที่ทำให้เกิดการเผาไหม้และสนับสนุนการเผาไหม้ ตลอดจนโซลูชันการออกแบบในอุปกรณ์สวิตชิ่งสำหรับการดับไฟอาร์ค

สรุปบทความ:

คุณสมบัติของอาร์คไฟฟ้าหรืออาร์คดิสชาร์จ

ในสาขาวิศวกรรมไฟฟ้า (สวิตช์อัตโนมัติ, สวิตช์มีด, คอนแทคเตอร์) เมื่อปิดวงจรโหลด อาร์คไฟฟ้าจะเกิด

มากำหนดขีดจำกัดกัน: ต่อไปนี้จะอธิบายกระบวนการทั่วไปสำหรับอุปกรณ์ที่มีชื่อ กระแสตั้งแต่ 1 ถึง 2000 แอมแปร์และออกแบบให้ทำงานในเครือข่ายที่มีแรงดันไฟ สูงถึง 1,000 โวลต์(อุปกรณ์ไฟฟ้าแรงต่ำ). สำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงสูง มีเงื่อนไขอื่นๆ สำหรับการเกิดขึ้นและการเผาไหม้ของส่วนโค้ง

พารามิเตอร์ที่สำคัญของอาร์คไฟฟ้า:

  • การคายประจุอาร์คสามารถเกิดขึ้นได้เฉพาะที่กระแสสูง (สำหรับโลหะ กระแสนี้คือ 0.5 แอมแปร์)
  • อุณหภูมิในเพลาอาร์คมีความสำคัญและอยู่ที่ประมาณ 6-18,000 เคลวิน (มักจะ 6-10,000 เคลวิน)
  • แรงดันไฟฟ้าตกที่แคโทดไม่มีนัยสำคัญและเท่ากับ 10-20 โวลต์

การปลดปล่อยอาร์คแบ่งออกเป็นสามโซนตามเงื่อนไข:

  • ใกล้แคโทด;
  • ลำตัวส่วนโค้ง (ส่วนหลัก);
  • ใกล้ขั้วบวก

ในโซนที่เลือก การแตกตัวเป็นไอออนและการกำจัดไอออนจะดำเนินการแตกต่างกัน:

  • ไอออไนซ์- กระบวนการสลายอะตอมเป็นกลางเป็นอิเล็กตรอนลบและไอออนบวก
  • การกำจัดไอออน- กระบวนการที่ตรงกันข้ามกับไอออไนซ์ (ตรงกันข้าม) ซึ่งอิเล็กตรอนและไอออนรวมกันเป็นอนุภาคที่เป็นกลาง


คุณสมบัติวิดีโอ 2 นาที การถ่ายภาพแบบหน่วงเวลาของการดับไฟอาร์คไฟฟ้าในเบรกเกอร์วงจรโมดูลาร์ ABB:

กระบวนการที่มาพร้อมกับการเกิดอาร์คไฟฟ้า

ในระยะเริ่มต้นของการผสมพันธุ์ผู้ติดต่อหลัก โค้งเกิดในระหว่างกระบวนการต่อไปนี้:

  • การปล่อยความร้อน (การปล่อยอิเล็กตรอนเชิงลบจากพื้นผิวสัมผัสที่ร้อน);
  • การปล่อยสนาม (การแยกอิเล็กตรอนออกจากแคโทดภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้าที่สำคัญ)

การปล่อยความร้อน. เมื่อหน้าสัมผัสแตกในพื้นที่ของพื้นที่สัมผัสสุดท้ายจะเกิดโซนที่มีทองแดงหลอมเหลวซึ่งมีอุณหภูมิที่สอดคล้องกัน ทองแดงระเหยที่ขั้วลบจากจุดแคโทดที่เรียกว่า ซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดของอิเล็กตรอนอิสระ กระบวนการนี้ได้รับอิทธิพลจาก: อุณหภูมิและโลหะของพื้นผิวสัมผัส มันเพียงพอที่จะสร้างอาร์คไฟฟ้า แต่ไม่เพียงพอต่อการรักษาการเผาไหม้

การปล่อยภาคสนาม. ช่องว่างอากาศระหว่างหน้าสัมผัสถือได้ว่าเป็นตัวเก็บประจุชนิดหนึ่งซึ่งความจุนั้นไม่ จำกัด ในช่วงแรกจากนั้นจะลดลงขึ้นอยู่กับช่องว่างที่เพิ่มขึ้นระหว่างหน้าสัมผัสที่เคลื่อนย้ายได้และคงที่ ตัวเก็บประจุที่อธิบายจะถูกชาร์จใหม่ทีละน้อยและเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้ากับแรงดันไฟฟ้าของวงจรหลัก ความแรงของสนามไฟฟ้าถึงค่าที่สภาวะเกิดขึ้นสำหรับการออกจากอิเล็กตรอนจากพื้นผิวของแคโทดที่ไม่ผ่านความร้อน

อัตราส่วนของอิทธิพลของกระบวนการที่อธิบายไว้ในการเริ่มต้นอาร์คขึ้นอยู่กับความแรงของกระแสไฟที่ปิด, โลหะของกลุ่มสัมผัส, ความสะอาดของพื้นผิวสัมผัส, ความเร็วของการแยกหน้าสัมผัส และปัจจัยอื่นๆ การครอบงำของการปล่อยประเภทหนึ่งมากกว่าอีกประเภทหนึ่งคือรายบุคคล

กระบวนการรองรับส่วนโค้ง

ด้วยความช่วยเหลือของกลไกการโต้ตอบของอนุภาคต่อไปนี้ทำให้เกิดเงื่อนไขขึ้น สำหรับการเผาไหม้:

  • การแตกตัวเป็นไอออนโดยการกด (อิเล็กตรอนที่กระจายตัวชนกับอนุภาคที่เป็นกลางและ "กระแทก" อิเล็กตรอนจากมันด้วย);
  • การแตกตัวเป็นไอออนด้วยความร้อน (การทำลายอะตอมที่เป็นกลางโดยอุณหภูมิที่มีนัยสำคัญ)

ผลักไอออไนซ์. อิเล็กตรอนอิสระที่มีความเร็วระดับหนึ่งสามารถแตกอนุภาคที่เป็นกลางให้เป็นอิเล็กตรอนและไอออนได้ อิเล็กตรอนที่ได้รับใหม่สามารถทำลายพันธะภายในของอนุภาคถัดไป ทำให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ ความเร็วของอิเล็กตรอนเป็นฟังก์ชันของความต่างศักย์ในพื้นที่ของการเคลื่อนที่ (ศักยภาพเพียงพอที่จะชนอิเล็กตรอน: 13 - 16 โวลต์สำหรับออกซิเจน ไฮโดรเจน ไนโตรเจน 24 โวลต์สำหรับฮีเลียม 7.7 โวลต์สำหรับไอทองแดง) .

ความร้อนไอออไนซ์. ที่อุณหภูมิสูง ความเร็วของอนุภาคในพลาสมาจะเพิ่มขึ้น ซึ่งนำไปสู่การทำลายอะตอมที่เป็นกลางตามหลักการของการแตกตัวเป็นไอออนโดยการกด

พร้อมกันกับกระบวนการไอออไนเซชัน กระบวนการกำจัดไอออนไนซ์เกิดขึ้นเนื่องจากการรวมตัวกันใหม่ (การสัมผัสกันของอนุภาค "-" และ "+" นำไปสู่การหลอมรวมของพวกมันเป็นอะตอมที่เป็นกลาง) และการแพร่กระจาย (อิเล็กตรอนออกจากเพลาอาร์คสู่สภาพแวดล้อมภายนอก ดูดซึมภายใต้สภาวะปกติ)

ปัจจัยสำคัญสำหรับความต่อเนื่องของส่วนโค้งในกรณีของเรา คือความร้อนไอออไนซ์ดังนั้นเพื่อดับการปลดปล่อย ใช้ความเย็นของลำต้น(สัมผัสกับวัสดุที่มีค่าการนำความร้อนสูง) ยาวขึ้นด้วยส่วนโค้งเองในพื้นที่ที่จัดสรรไว้

วิธีการดับอาร์คไฟฟ้า

เพื่อจำกัดผลกระทบเชิงลบของอาร์คไฟฟ้าบนหน้าสัมผัสของอุปกรณ์สวิตช์และส่วนประกอบต่างๆ อาร์คควรดับโดยเร็วที่สุด ผลกระทบด้านลบ ได้แก่ :

  • อุณหภูมิสูง (ละลาย, การระเหยของวัสดุสัมผัส);
  • การสร้างตัวนำไฟฟ้าคอคอดของกระแสไฟฟ้า (ส่วนโค้งนำกระแสได้ง่ายดังนั้นจึงสามารถนำไปยังพื้นที่ที่ไม่นำกระแสระหว่างการทำงานปกติ)
  • การละเมิดวงจรไฟฟ้าปกติของอุปกรณ์ (การทำลายฉนวน)

อาร์คเป็นการสำแดงเฉพาะของสภาวะอย่างหนึ่งที่เรียกว่า พลาสม่า. กระบอกอาร์คมีอุณหภูมิสูงและมีไอออนอิสระจำนวนมาก ตั้งแต่หลัก ปัจจัยที่ยืดอายุการเผาไหม้คือความร้อนไอออไนซ์,แล้วต้องเข้มข้น ทำให้ถังเย็นลงอาร์คไฟฟ้า เพื่อจุดประสงค์เหล่านี้ ในการเปลี่ยนอุปกรณ์ นำมาใช้สร้างสรรค์ต่อไปนี้ โซลูชั่น:

  • การระเบิดด้วยแม่เหล็กหรือการฉีดสารหล่อเย็นหรือก๊าซเพื่อยืดส่วนโค้ง (b เกี่ยวกับพื้นผิวใหญ่ขึ้น กระจายความร้อนได้มากขึ้น
  • กริด deionic หรือชุดของแผ่นเหล็กที่ทำโปรไฟล์ซึ่งทำงานพร้อมกันเป็นหม้อน้ำและแบ่งส่วนโค้งออกเป็นส่วนประกอบแยกกัน
  • รางโค้งแบบสล็อตที่ทำจากวัสดุที่มีค่าการนำความร้อนสูงและทนต่ออุณหภูมิสูง (อาร์คไฟฟ้าเมื่อสัมผัสกับวัสดุของห้องจะปล่อยพลังงานความร้อน)
  • การสร้างพื้นที่ปิดจากวัสดุที่ปล่อยก๊าซภายใต้อิทธิพลของอุณหภูมิ (แรงดันแก๊สสูงป้องกันส่วนโค้งจากการเผาไหม้)
  • โลหะผสมสัมผัสพิเศษเพื่อลดเนื้อหาของโลหะในพลาสมา
  • สูบลมออกจากพื้นที่ใกล้สัมผัสเพื่อสร้างสุญญากาศ (ไม่มีสาร - ไม่มีไอออไนซ์)
  • ในอุปกรณ์สำหรับกระแสสลับ เปิดในขณะที่กระแสผ่านศูนย์ (พลังงานน้อยลงเพื่อสร้างส่วนโค้ง);
  • เพื่อแนะนำเข้าไปในช่องว่างระหว่างหน้าสัมผัสที่แตกต่างกันเซมิคอนดักเตอร์ที่จะรับรู้กระแสและจะไม่ยอมให้ส่วนโค้งลุกเป็นไฟ
  • ใช้การแตกสองครั้งในวงจร (ยกเว้นส่วนหนึ่งของตัวนำจากวงจร ระยะห่างระหว่างแคโทดและแอโนดเพิ่มขึ้นทันทีและอย่างมีนัยสำคัญ)

บรรณานุกรม

Markov A.M. อุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ ส่วนที่ 1 อุปกรณ์เครื่องกลไฟฟ้า - Pskov: Pskov GU Publishing House, 2013 - 128 วินาที (ลิงก์ไปยังหนังสือในหน้า "รายการราคา")

ในอุปกรณ์สวิตช์ไฟฟ้าที่ออกแบบมาเพื่อปิดและเปิดวงจรที่มีกระแสไฟ เมื่อตัดการเชื่อมต่อ a การปล่อยไฟฟ้าเป็นแก๊สหรือในรูปของ ปล่อยแสงหรือในรูปแบบ โค้ง. การคายประจุแบบเรืองแสงเกิดขึ้นเมื่อกระแสไฟต่ำกว่า 0.1A และแรงดันไฟฟ้าที่หน้าสัมผัสคือ 250-300V การปล่อยเรืองแสงเกิดขึ้นที่หน้าสัมผัสของรีเลย์กำลังต่ำ การปล่อยอาร์คจะสังเกตได้เฉพาะที่กระแสสูงเท่านั้น กระแสไฟขั้นต่ำสำหรับโลหะคือ 0.4-0.9A


ในการคายประจุอาร์ค มีสามส่วนที่แตกต่างกัน: ใกล้แคโทด, บริเวณของเพลาอาร์ค และใกล้แอโนด (รูปที่ 15)

ข้าว. 15. พื้นที่ของการปล่อยอาร์ค

ภูมิภาคใกล้แคโทดใช้พื้นที่ขนาดเล็กมาก (ความยาวรวมของมันและบริเวณแอโนดประมาณ 10 -6 ม.) แรงดันตกคร่อมอยู่ที่ 10-20V และแทบไม่ขึ้นอยู่กับกระแส ความแรงของสนามไฟฟ้าเฉลี่ยถึง 100 kV/cm. ความแรงของสนามไฟฟ้าที่สูงมาก เพียงพอสำหรับการแตกตัวเป็นไอออนของก๊าซ (อากาศที่ความดันบรรยากาศปกติ) หรือไอระเหยของวัสดุแคโทด เกิดจากการมีอยู่ของประจุบวกในอวกาศที่ไม่มีการชดเชยในภูมิภาคนี้ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากบริเวณใกล้แคโทดมีขอบเขตเพียงเล็กน้อย อิเล็กตรอนจึงไม่ได้รับความเร็วเพียงพอสำหรับอิมแพคไอออไนเซชัน ส่วนใหญ่หลังจากการกระแทก อะตอมจะเข้าสู่สภาวะตื่นเต้น (อิเล็กตรอนของอะตอมจะโคจรไกลจากนิวเคลียสมากขึ้น) ตอนนี้ใช้พลังงานน้อยลงในการแตกตัวเป็นไอออนของอะตอมที่ถูกกระตุ้น ไอออไนเซชันนี้เรียกว่า ก้าว. ด้วยการแตกตัวเป็นไอออนแบบขั้นตอน จำเป็นต้องมีผลกระทบของอิเล็กตรอน (หลายสิบ) ต่ออะตอม

การปรากฏตัวของประจุบวกในช่องว่างที่ไม่ได้รับการชดเชยส่วนใหญ่จะกำหนดความหนาแน่นกระแสสูงมากที่แคโทด - 100-1000 A/mm 2

ไอออนบวกจะถูกเร่งในสนามแรงดันตกของแคโทดและทิ้งระเบิดที่แคโทด เมื่อมีการกระแทก ไอออนจะปล่อยพลังงานให้กับแคโทด ให้ความร้อนและสร้างสภาวะสำหรับการปล่อยอิเล็กตรอน การปล่อยความร้อนอิเล็กตรอนจากแคโทด .

พื้นที่เพลาอาร์คเป็นพลาสมาขนาดกลางกึ่งเป็นกลางที่แตกตัวเป็นไอออนที่เป็นแก๊สและตื่นเต้นด้วยความร้อน ซึ่งภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้า ตัวพาประจุ (อิเล็กตรอนและไอออน) จะเคลื่อนที่ไปทางอิเล็กโทรดของสัญญาณตรงข้าม

ความแรงของสนามไฟฟ้าเฉลี่ยอยู่ที่ประมาณ 20-30V/cm3 ซึ่งไม่เพียงพอสำหรับการแตกตัวเป็นไอออนแบบกระแทก แหล่งที่มาหลักของอิเล็กตรอนและไอออนคือการแตกตัวเป็นไอออนด้วยความร้อน เมื่อที่อุณหภูมิสูง ความเร็วของอนุภาคที่เป็นกลางจะเพิ่มขึ้นอย่างมากจนเมื่อชนกัน พวกมันจะถูกแตกตัวเป็นไอออน

ภูมิภาคแอโนดซึ่งมีขอบเขตเล็กน้อยมาก ยังมีลักษณะเฉพาะด้วยศักยภาพที่ลดลงอย่างมากเนื่องจากการมีอยู่ของประจุพื้นที่ว่างเชิงลบที่ไม่ได้รับการชดเชย อิเล็กตรอนจะถูกเร่งในสนามของแรงดันแอโนดตกและทิ้งระเบิดที่แอโนดซึ่งถูกทำให้ร้อนจนถึงอุณหภูมิที่มักจะสูงกว่าอุณหภูมิของแคโทด บริเวณใกล้ขั้วบวกไม่มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อการเกิดขึ้นและการมีอยู่ของการปล่อยอาร์ค หน้าที่ของแอโนดคือรับการไหลของอิเล็กตรอนจากเพลาอาร์ค



ถ้าคุณ c<(U к +U А), то дуга называется короткой, она характерна для некоторых низковольтных аппаратов.

ถ้า U c > (U ถึง + U A) เรียกว่าส่วนโค้งยาว ซึ่งเป็นเรื่องปกติสำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงสูง

ลักษณะแรงดันกระแสคงที่- สร้างความสัมพันธ์ระหว่างค่าต่างๆ ของกระแสตรงในสภาวะคงตัวและแรงดันตกคร่อมส่วนโค้งที่ความยาวส่วนโค้งคงที่และสภาวะการเผาไหม้ของส่วนโค้งคงที่ ในกรณีนี้ ที่แต่ละค่าของกระแสตรงในสภาวะคงตัว จะมีการสร้างสมดุลทางความร้อน (ปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาในส่วนโค้งจะเท่ากับปริมาณความร้อนที่อาร์คปล่อยสู่สิ่งแวดล้อม)

ที่ไหน ม- ตัวบ่งชี้ขึ้นอยู่กับประเภท (วิธีการ) ของผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมบนเพลาอาร์ค เป็นเป็นค่าคงที่ที่กำหนดโดยความเข้มของการถ่ายเทความร้อนในโซนของเพลาอาร์คที่กำหนด ( ม) โหมดการสัมผัสกับสิ่งแวดล้อม ล -ความยาวส่วนโค้ง

ลักษณะมีลักษณะตก ด้วยการเพิ่มขึ้นของความแรงในปัจจุบันการปล่อยความร้อนของอิเล็กตรอนจากแคโทดและระดับของอาร์กไอออไนเซชันเพิ่มขึ้นอันเป็นผลมาจากความต้านทานอาร์คลดลง นอกจากนี้ อัตราการลดลงของความต้านทานของส่วนโค้งยังสูงกว่าอัตราการเติบโตในปัจจุบัน

ลักษณะแรงดันกระแสไฟแบบไดนามิก- สร้างความสัมพันธ์ระหว่างกระแสซึ่งเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา และแรงดันตกคร่อมส่วนโค้งที่ความยาวส่วนโค้งคงที่และสภาวะคงที่สำหรับการเผาไหม้ ในกรณีนี้ อัตราการเปลี่ยนแปลงของกระแสจะทำให้สร้างสมดุลความร้อนไม่ได้ การเปลี่ยนแปลงความต้านทานอาร์กจะล่าช้าหลังการเปลี่ยนแปลงของกระแส

ด้วยกระแสที่เพิ่มขึ้น ลักษณะไดนามิก (เส้นโค้ง B ในรูปที่ 16) จะสูงกว่าค่าทางสถิติ (เส้นโค้ง A ในรูปที่ 16) เนื่องจากกระแสที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ความต้านทานส่วนโค้งจะลดลงช้ากว่าการเพิ่มขึ้นของกระแส เมื่อลดลงจะลดลงเนื่องจากในโหมดนี้ความต้านทานส่วนโค้งจะน้อยกว่าการเปลี่ยนแปลงของกระแสอย่างช้าๆ (เส้นโค้ง C ในรูปที่ 16)


การตอบสนองแบบไดนามิกส่วนใหญ่จะถูกกำหนดโดยอัตราการเปลี่ยนแปลงของกระแสในส่วนโค้ง หากมีการนำความต้านทานขนาดใหญ่มากเข้ามาในวงจรในช่วงเวลาหนึ่งที่มีขนาดเล็กมากเมื่อเทียบกับค่าคงที่เวลาความร้อนของส่วนโค้ง จากนั้นในช่วงเวลาที่กระแสลดลงเป็นศูนย์ ความต้านทานส่วนโค้งจะคงที่ ในกรณีนี้ ลักษณะไดนามิกจะแสดงโดยเส้นตรงที่ส่งผ่านไปยังจุดกำเนิดของพิกัด (เส้นตรง D ในรูปที่ 16) กล่าวคือ ส่วนโค้งมีลักษณะเหมือนตัวนำโลหะ เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าที่ตัดขวางส่วนโค้งเป็นสัดส่วนกับ หมุนเวียน.

สภาวะสำหรับการเผาไหม้และดับไฟที่เสถียรของ DC arc. พิจารณาวงจรไฟฟ้ากระแสตรง (รูปที่ 17)

รูปที่ 17 อาร์คในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง

สำหรับวงจรที่พิจารณา

เห็นได้ชัดว่าโหมดนิ่งเมื่อส่วนโค้งเผาไหม้อย่างเสถียรจะเป็นโหมดที่กระแสในวงจรไม่เปลี่ยนแปลงเช่น ในโหมดนี้ อัตราการเติบโตของจำนวนอนุภาคไอออไนซ์จะเท่ากับอัตราการหายตัวไปของอนุภาคอันเป็นผลมาจากกระบวนการกำจัดไอออน - สมดุลไดนามิกถูกสร้างขึ้น

กราฟแสดงลักษณะแรงดันกระแสตกของส่วนโค้งและเส้นตรงที่ลาดเอียง U-iR. จาก (48) เป็นไปตามนั้น

จากตรงนี้จะเห็นได้ชัดว่า ณ จุดที่ 1 และ 2 ยิ่งกว่านั้น จุดที่ 1 เป็นจุดสมดุลที่ไม่เสถียร การเบี่ยงเบนเล็ก ๆ น้อย ๆ แบบสุ่มโดยพลการของกระแสอาจนำไปสู่การเพิ่มขึ้นในปัจจุบันเป็นค่า ฉัน2หรือลดให้เป็นศูนย์ เมื่อถึงจุดที่ 2 ส่วนโค้งจะเผาไหม้อย่างเสถียร การเบี่ยงเบนเล็กน้อยแบบสุ่มของกระแสในทิศทางเดียวหรืออย่างอื่นนำไปสู่ค่า ฉัน2. จากกราฟจะเห็นได้ว่าส่วนโค้งที่ค่าปัจจุบันทั้งหมดไม่สามารถเผาไหม้ได้อย่างเสถียรหากแรงดันตกคร่อมส่วนโค้ง () เกินแรงดันที่จ่ายให้กับส่วนโค้งจากแหล่งกำเนิด ()

ดังนั้น เพื่อดับอาร์ค จำเป็นต้องสร้างเงื่อนไขที่แรงดันตกคร่อมอาร์คจะเกินแรงดันที่จ่ายให้กับอาร์คจากแหล่งกำเนิด ในขีดจำกัดของแรงดันไฟหลัก

สามปรากฏการณ์ที่ใช้ดับส่วนโค้ง:

1. เพิ่มความยาวของส่วนโค้งด้วยการยืดออก

ยิ่งส่วนโค้งยาวเท่าใด แรงดันไฟที่จำเป็นสำหรับการดำรงอยู่ก็จะยิ่งมากขึ้น U 1 d ในรูปที่ 17) หากแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้กับส่วนโค้งจากแหล่งกำเนิด (ตรง) กลายเป็นน้อยกว่าคุณสมบัติแรงดันกระแสของส่วนโค้ง - (ส่วนโค้ง U 1 e) จากนั้นไม่มีเงื่อนไขสำหรับการเผาไหม้ส่วนโค้งที่มั่นคงส่วนโค้งจะดับ

นี่เป็นวิธีที่ง่ายที่สุดแต่ไม่มีประสิทธิภาพมากที่สุด ตัวอย่างเช่น ในการดับอาร์คด้วยกระแส 100A ที่แรงดัน 220 V จำเป็นต้องยืดส่วนโค้งออกไปในระยะทาง 25 ÷ 30 ซม. ซึ่งแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะทำในอุปกรณ์ไฟฟ้า (ขนาดเพิ่มขึ้น). ดังนั้นวิธีนี้จึงถูกใช้เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงต่ำหลักเท่านั้น (รีเลย์, สตาร์ทแม่เหล็ก, สวิตช์)

2. ผลกระทบต่อแกนอาร์คโดยการระบายความร้อน ทำให้ได้ระดับความเค้นตามแนวยาวเพิ่มขึ้น


2.1 อาร์คดับในช่องว่างแคบ(รูปที่ 18). หากส่วนโค้งไหม้ในช่องแคบที่เกิดจากวัสดุที่ต้านทานการอาร์ค เนื่องจากการสัมผัสกับพื้นผิวที่เย็น การระบายความร้อนอย่างเข้มข้นและการแพร่กระจายของอนุภาคที่มีประจุจากช่องอาร์คสู่สิ่งแวดล้อมจะเกิดขึ้น สิ่งนี้นำไปสู่การสูญพันธุ์ของส่วนโค้ง วิธีนี้ใช้ในอุปกรณ์ที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 1,000V

ข้าว. 18. ดับส่วนโค้งในช่องแคบ

2.2 อาร์คดับในน้ำมัน(รูปที่ 19) . หากหน้าสัมผัสของอุปกรณ์ตัดการเชื่อมต่ออยู่ในน้ำมันส่วนโค้งที่เกิดขึ้นเมื่อเปิดจะนำไปสู่การก่อตัวของก๊าซอย่างเข้มข้นและการระเหยของน้ำมัน ฟองแก๊สก่อตัวขึ้นรอบๆ ส่วนโค้ง ซึ่งประกอบด้วยไฮโดรเจนเป็นส่วนใหญ่ ซึ่งมีคุณสมบัติในการดับเพลิงส่วนโค้งสูง ความดันที่เพิ่มขึ้นภายในฟองแก๊สช่วยให้ส่วนโค้งเย็นลงและการสูญพันธุ์ได้ดีขึ้น วิธีนี้ใช้ในอุปกรณ์สำหรับแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่า 1,000V


2.3 ระเบิดแก๊สและอากาศ(รูปที่ 20) . การระบายความร้อนของส่วนโค้งจะดีขึ้นหากมีการสร้างการเคลื่อนที่ตามทิศทางของก๊าซ - พัดไปตามหรือข้ามส่วนโค้ง .

มะเดื่อ 20. การระเบิดของแก๊สและอากาศ: a - ตามส่วนโค้ง, b - ข้ามส่วนโค้ง .

วิธีนี้ใช้ในอุปกรณ์สำหรับแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่า 1,000V

3. ใช้แรงดันตกคร่อมอิเล็กโทรด

แบ่งส่วนโค้งยาวเป็นชุดของส่วนสั้น(รูปที่ 21). หากดึงส่วนโค้งยาวเข้าไปในรางโค้งที่มีแผ่นโลหะ (ตะแกรงโค้ง) จะถูกแบ่งออกเป็น พีโค้งสั้น แรงดันไฟฟ้าใกล้อิเล็กโทรดเกิดขึ้นที่แผ่นตะแกรงแต่ละแผ่น เนื่องจากผลรวมของแรงดันไฟใกล้อิเล็กโทรดลดลง แรงดันไฟตกทั้งหมดจะมากกว่าที่กำหนดโดยแหล่งพลังงาน และส่วนโค้งจะดับ ส่วนโค้งออกไปถ้า ยู ที่ไหน ยู- แรงดันไฟหลัก: คุณแมว- แรงดันไฟตก cathodic (20-25 V ใน DC arc; 150-250 V ใน AC arc) วิธีนี้ใช้ในอุปกรณ์สำหรับแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่า 1,000V


รูปที่ 21 แบ่งส่วนโค้งยาวเป็นชุดของส่วนสั้น

การดับอาร์คทำได้โดยก๊าซที่มีประจุไฟฟ้าสูงหรือก๊าซแรงดันสูงที่ใช้เป็นฉนวนภายในของอุปกรณ์สำหรับแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่า 1,000 โวลต์

อาร์คดับในสุญญากาศก๊าซที่คายประจุออกมามากมีความแข็งแรงทางไฟฟ้ามากกว่าก๊าซที่ความดันบรรยากาศถึงสิบเท่า มันถูกใช้ในคอนแทคเตอร์สุญญากาศและสวิตช์

อาร์คดับในก๊าซแรงดันสูงอากาศที่ความดัน 2 MPa ขึ้นไปมีกำลังไฟฟ้าสูง ซึ่งทำให้สามารถสร้างอุปกรณ์ดับเพลิงขนาดกะทัดรัดในเบรกเกอร์วงจรลมได้ การใช้ซัลเฟอร์เฮกซาฟลูออไรด์ SF 6 (SF6) มีประสิทธิภาพในการดับไฟอาร์ค

เงื่อนไขการชุบอาร์คอาร์ค.

ให้ผู้ติดต่อแยกจากกันที่จุด a. อาร์คจุดประกายระหว่างพวกเขา เมื่อสิ้นสุดครึ่งรอบ เนื่องจากกระแสไฟลดลง ความต้านทานของเพลาอาร์คจะเพิ่มขึ้น ดังนั้น แรงดันไฟฟ้าทั่วทั้งส่วนโค้งจึงเพิ่มขึ้น เมื่อกระแสเข้าใกล้ศูนย์ พลังงานต่ำจะถูกส่งไปยังส่วนโค้ง อุณหภูมิของส่วนโค้งจะลดลง การแตกตัวเป็นไอออนด้วยความร้อนจะช้าลงตามลำดับ และกระบวนการกำจัดไอออนจะเร่งความเร็ว - ส่วนโค้งจะดับ (จุด 0 ). กระแสในวงจรจะแตกก่อนที่กระแสธรรมชาติจะไหลผ่านศูนย์ แรงดันไฟฟ้าที่สอดคล้องกับกระแสไฟฟ้าขัดข้อง - ค่าสูงสุดของการทำให้หมาด ๆ U g.


ข้าว. 22. การดับไฟ AC arc ด้วยโหลดที่ใช้งาน

หลังจากอาร์คดับแล้ว กระบวนการฟื้นฟูกำลังไฟฟ้าของช่องว่างอาร์คจะเกิดขึ้น (โค้ง a 1 - b 1) ภายใต้ความแรงทางไฟฟ้าของช่องว่างส่วนโค้งนั้นหมายถึงแรงดันไฟฟ้าที่เกิดการสลายตัวทางไฟฟ้าของช่องว่างส่วนโค้ง กำลังไฟฟ้าเริ่มต้น (จุด a 1) และอัตราการเพิ่มขึ้นขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของอุปกรณ์ดับเพลิงส่วนโค้ง ในตอนนี้ t1เส้นโค้งแรงดันไฟฟ้าบนช่องว่างส่วนโค้งตัดกับเส้นโค้งของการฟื้นฟูความแข็งแรงทางไฟฟ้าของช่องว่างส่วนโค้ง - ส่วนโค้งถูกจุดไฟ อาร์คจุดระเบิดแรงดันไฟฟ้า - จุดระเบิดสูงสุด เรา. เส้นโค้งแรงดันไฟฟ้าอาร์คมีรูปร่างเป็นอาน

ณ จุดนั้น 0 1 ส่วนโค้งออกไปอีกครั้งและกระบวนการที่คล้ายกับที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้เกิดขึ้น ถึงตอนนี้ 0 1 เนื่องจากความแตกต่างของหน้าสัมผัส, ความยาวของส่วนโค้งเพิ่มขึ้น, การกำจัดความร้อนออกจากส่วนโค้งเพิ่มขึ้นตามลำดับ, และความแรงทางไฟฟ้าเริ่มต้น (จุด a 2) และอัตราการเพิ่มขึ้น (โค้ง a 2 - ใน 2) เพิ่มขึ้นตามลำดับ เวลาตายก็เพิ่มขึ้นตามลำดับ 0 1 - t2 > 0 -t1 .

ในตอนนี้ t2ส่วนโค้งถูกจุดไฟอีกครั้ง ณ จุดนั้น 0 11 ส่วนโค้งนั้นดับลง ความแรงทางไฟฟ้าเริ่มต้นเพิ่มขึ้นอีกครั้ง (จุด a 3) และอัตราการเพิ่มขึ้น (เส้นโค้ง a 3 -b 3) เส้นแรงดันไฟฟ้าไม่ตัดกับเส้นเพิ่มความแรงไดอิเล็กตริก ส่วนโค้งจะไม่ติดไฟในช่วงครึ่งรอบนี้

ในอาร์คเปิดที่ไฟฟ้าแรงสูง(horn gap) ปัจจัยกำหนดคือความต้านทานเชิงแอคทีฟของเพลาอาร์คที่ยืดออกอย่างแรง เงื่อนไขในการดับอาร์ค AC เข้าใกล้เงื่อนไขในการดับอาร์ค DC และกระบวนการหลังจากกระแสผ่านศูนย์มีผลเพียงเล็กน้อยต่อการสูญพันธุ์ ของส่วนโค้ง

ด้วยโหลดแบบอุปนัย เวลาตายจะน้อยมาก (ประมาณ 0.1 µs) กล่าวคือ ส่วนโค้งจะเผาไหม้เกือบต่อเนื่อง การตัดการเชื่อมต่อโหลดอุปนัยนั้นยากกว่าตัวต้านทาน ไม่มีการหยุดชะงักที่นี่

โดยทั่วไป กระบวนการอาร์กบนกระแสสลับนั้นง่ายกว่ากระแสตรง ควรพิจารณาเงื่อนไขที่มีเหตุผลสำหรับการดับไฟอาร์คกระแสสลับเมื่อทำการดับไฟที่จุดศูนย์แรกของกระแสไฟหลังจากเปิดหน้าสัมผัส

คำถามสำหรับการตรวจสอบตนเอง:

· พื้นที่ของการปล่อยอาร์ค

· ลักษณะแรงดันกระแสคงที่

· ลักษณะแรงดันกระแสไฟแบบไดนามิก

· สภาวะสำหรับการเผาไหม้และดับไฟที่เสถียรของส่วนโค้งกระแสตรง

ปรากฏการณ์ใดที่ใช้ในการดับอาร์ค?

·เงื่อนไขการดับไฟ AC

นอกจากนี้เรายังแนะนำ

กำลังโหลด...กำลังโหลด...