Membuka litar elektrik

Membuka litar elektrik biasanya bermaksud proses peralihan, di mana arus litar berubah daripada nilai tertentu kepada sifar. Pada peringkat terakhir pembukaan litar, jurang muncul di antara kenalan peranti yang memutuskan sambungan, yang, sebagai tambahan kepada kekonduksian sifar, juga mesti mempunyai kekuatan dielektrik yang cukup tinggi untuk menahan tindakan voltan litar yang dipulihkan kepadanya.

Ciri-ciri fizikal nyahcas arka

Arka elektrik boleh berlaku apabila jurang antara sesentuh (elektrod) pecah atau apabila ia terbuka. Apabila kenalan terbuka, lengkok di antara mereka dipermudahkan oleh pembentukan "bintik" bercahaya pada permukaan sentuhan, yang merupakan akibat daripada ketumpatan arus yang ketara di kawasan kecil "pemisahan". Ini menyebabkan arka terbentuk apabila sesentuh terputus, walaupun pada voltan yang agak rendah (daripada susunan beberapa puluh volt).

Secara amnya diterima bahawa syarat minimum untuk berlakunya sekurang-kurangnya lengkok tidak stabil pada kenalan adalah arus kira-kira 0.5 A dan voltan 15 — 20 V.

Pembukaan sesentuh pada nilai voltan dan arus yang lebih rendah biasanya disertai dengan percikan kecil sahaja. Pada voltan litar terbuka yang lebih tinggi, tetapi pada arus yang lebih rendah, pembentukan antara kenalan terbuka adalah mungkin pelepasan cahaya.

Kehadiran nyahcas cahaya dicirikan oleh penurunan ketara dalam voltan katod (sehingga 300 V). Jika nyahcas cahaya bertukar menjadi nyahcas arka, sebagai contoh, apabila arus dalam litar meningkat, maka penurunan voltan katod berkurangan kepada 10 — 20 V.

Ciri-ciri nyahcas arka pada tekanan tinggi medium gas ialah:

• ketumpatan arus tinggi dalam lajur arka;

• suhu tinggi gas di dalam saluran arka, mencapai 5000 K, dan dalam keadaan penyahionan sengit, 12000 — 15000 K dan lebih tinggi;

• ketumpatan arus tinggi dan penurunan voltan rendah pada elektrod.

Biasanya, matlamatnya adalah untuk memastikan proses pembukaan litar berjalan secepat mungkin. Untuk tujuan ini, peranti pensuisan khas (suis, pemutus litar, penyentuh, fius, pemutus beban, dll.) digunakan.

Fenomena arka diperhatikan bukan sahaja dalam pemutus litar. Arka elektrik mungkin berlaku apabila sesentuh dibuka. pemutus voltan tinggi, apabila penebat garisan bertindih, apabila elemen pelindung fius terbakar, dsb.

Kerumitan peranti peranti ini bergantung pada keperluan yang dikenakan ke atasnya dari segi tahap voltan kendalian, arus undian dan arus litar pintas, tahap lebihan voltan yang berlaku, keadaan atmosfera, penilaian kelajuan, dsb.

Ciri-ciri membuka litar elektrik melalui pemutus

Persoalan memadamkan arka terbuka panjang arus ulang-alik paling kerap ditemui apabila bekerja dengan penyambung mudah seperti peranti tersandung. Pemutus sedemikian tidak mempunyai peranti penindasan arka khas, dan apabila kenalan dibuka, ia hanya memanjangkan arka ke udara.

Untuk memperbaiki keadaan regangan arka, pemutus dilengkapi dengan tanduk atau elektrod rod tambahan, di mana arka diangkat dan diregangkan dengan panjang yang besar.

Terdapat banyak video yang dimuat naik di Internet yang menunjukkan proses pengarkaan apabila kenalan pemisah dibuka semasa beban (ini boleh didapati dengan mudah dengan mencari «pencacah arcing»).

Arka terbuka pada pemutus atau antara konduktor dan tanah pada talian kuasa amat digalakkan oleh angin. Dengan kehadiran angin, arka mungkin lebih pendek dan oleh itu dihapuskan lebih cepat daripada ketiadaan angin. Walau bagaimanapun, faktor seperti angin tidak boleh diambil kira kerana ketidakkonsistenannya, tetapi berdasarkan keadaan yang lebih teruk - lengkap ketiadaan angin.

Dengan bantuan pemutus, adalah mustahil untuk mematikan arus yang besar, kerana arka pada masa yang sama mencapai panjang yang cukup besar, membentuk banyak nyalaan, mencairkan kenalan peranti yang memutuskan sambungan dengan kuat. Arka terbuka yang kuat dengan mudah merosakkan penebat yang bersentuhan, menyebabkan pertindihan antara fasa, yang membawa kepada litar pintas dalam rangkaian.

Pemutus sambungan konvensional digunakan secara meluas untuk memutuskan arus litar terbuka transformer kecil, arus talian beban kapasitif, arus beban rendah, dsb.

Cara-cara membuka litar elektrik

Pada dasarnya, kaedah berikut adalah mungkin untuk membuka litar elektrik dengan arus terus dan arus ulang alik.

1. Arka ringkas litar elektrik

Kumpulan ini termasuk kaedah seperti membuka litar elektrik dengan arus terus dan ulang alik, di mana tiada langkah tambahan khas diambil untuk mengehadkan arus dalam litar sebelum membuka sesentuh atau langkah khas untuk mengurangkan tenaga arka dalam jurang arka pemutus.

Dalam kaedah pembukaan ini, keadaan pemutus litar disediakan oleh paling banyak ruang pemadam arka bagi peranti yang memutuskan sambungan dengan mencipta kekuatan dielektrik yang diperlukan bagi jurang apabila arus melintasi sifar (arus ulang alik) atau mencapai nilai voltan arka yang mencukupi (arus terus).

Semasa pengarkaan, sesentuh radas boleh dibuka dalam mana-mana fasa arus yang mengalir dalam litar, oleh itu sesentuh dan elemen pelongsor lengkok mesti direka bentuk untuk kesan arka yang mempunyai kuasa dan tenaga yang agak tinggi.

Ruang pemadam arka untuk peranti elektrik

Pecut Arka Pemutus Litar

2. Pembukaan arka terhad litar elektrik

Kaedah pengecualian tersebut termasuk kaedah yang agak besar aktif atau kereaktifan, kerana arus dalam litar berkurangan dengan agak ketara berbanding dengan nilainya yang wujud sebelum permulaan had. Suis mematikan arus terhad yang kekal dalam litar.

Dalam kes ini, arka terhad kuasa berlaku pada kenalan, dan memadamkan arka pada arus yang tinggal adalah tugas yang lebih mudah berbanding jika arus tidak terhad.

Secara konvensional, kami memasukkan kaedah pemotongan sedemikian dalam kumpulan yang sama, di mana fasa gangguan semasa ditetapkan dengan ketat atau masa pembakaran arka pada kenalan dihadkan oleh beberapa langkah khas, contohnya, peranti injap, dsb.

3. Pembukaan litar elektrik tanpa lengkung

Proses membuka litar elektrik dalam kes ini dicirikan oleh fakta bahawa pelepasan arka pada kenalan utama berlaku sepenuhnya atau berlaku dalam bentuk arka tidak stabil jangka pendek kerana pengaruh induktansi dan kearuhan bersama litar. . Pembukaan litar jenis ini biasanya dicapai dengan menggunakan injap berkuasa tinggi (diod silikon atau thyristor) yang digunakan sebagai elemen shunting kenalan pemutus litar utama.

Ciri pemadam arka apabila membuka litar elektrik DC dan AC

Keadaan pemadaman arka AC dengan penyahionan aktif bagi jurang peranti pensuisan pada asasnya dikecualikan daripada keadaan pemadaman arka DC dan arka AC terbuka panjang.

Dalam arka kekal atau dalam arka berselang-seli panjang terbuka, kepupusan berlaku terutamanya kerana apabila arka diregangkan, sumber tenaga elektrik tidak dapat menampung penurunan voltan dalam lajur arka, akibatnya keadaan tidak stabil berlaku dan arka dipadamkan.

Apabila arka berlaku dalam litar AC, apabila lajur arka dinyahion secara aktif atau pecah menjadi satu siri arka pendek, arka boleh dipadamkan walaupun sumber masih mempunyai voltan bekalan yang besar untuk mengekalkan arka terbakar, tetapi yang ternyata tidak mencukupi untuk memastikan pencucuhannya—pada lintasan sifar semasa.

Di bawah keadaan penyahionan aktif semasa lintasan sifar semasa, kekonduksian lajur arka berkurangan sehingga, sekurang-kurangnya untuk masa yang singkat, voltan ketara mesti digunakan padanya untuk memulakan arka dalam separuh kitaran seterusnya.

Sekiranya litar tidak dapat memberikan voltan yang mencukupi dan kadar peningkatannya dalam jurang, selepas arus melepasi sifar, arus terganggu, iaitu, arka tidak muncul dalam separuh kitaran seterusnya dan litar akhirnya tutup.

Kemudian pertimbangkan yang paling biasa hanya membuka litar arka.

Jika voltan dan arus sumber litar melebihi nilai kritikal tertentu, maka pada kenalan peranti pemotongan elektrik apabila ia dibuka, pelepasan arka yang stabil berlaku… Jika sesentuh terus menyimpang atau arka ditiup ke dalam ruang pemadam arka pemutus, keadaan pembakaran arka yang tidak stabil akan tercipta dan arka boleh dipadamkan.

Apabila voltan dan arus litar meningkat, kesukaran untuk mewujudkan keadaan arka yang tidak stabil meningkat dengan cepat. Pada voltan mencapai beribu-ribu dan berpuluh-puluh ribu volt dan arus yang agak tinggi (ribuan ampere), arka yang sangat kuat berlaku dalam kenalan peranti yang memutuskan sambungan, untuk memadamkannya dan oleh itu memecahkan litar, langkah-langkah mesti diambil untuk digunakan. peranti pemadam arka yang lebih atau kurang canggih ... Kesukaran yang ketara timbul apabila mematikan litar DC.

Kesukaran yang besar juga mesti diatasi semasa batu. arus litar pintas dalam litar AC untuk jangka masa yang singkat (perseratus dan perseribu saat).

Pemecahan cepat litar dan penyingkiran litar pintas yang terhasil dalam pemasangan elektrik ditentukan oleh beberapa keadaan dan pertama sekali oleh keperluan untuk mengekalkan kestabilan operasi. sistem elektrik, perlindungan wayar dan peralatan daripada kesan haba arus litar pintas, perlindungan sesentuh dan ruang arka bagi peranti yang memutuskan sambungan daripada tindakan merosakkan arka yang berkuasa.

Penyingkiran pantas arka litar terbuka juga amat penting dan dalam peranti untuk litar kawalan voltan rendah, yang biasanya direka untuk sejumlah besar proses pensuisan. Mengurangkan tempoh pembakaran arka membawa kepada pengurangan pembakaran sesentuh dan elemen lain radas dan, oleh itu, kepada peningkatan dalam hayat perkhidmatan.

Walau bagaimanapun, penyingkiran arka yang sangat cepat boleh mengakibatkan lonjakan yang sangat besar dalam litar kerana arka, apabila litar terbuka, menyerap tenaga elektromagnet yang disimpan dalam litar, yang boleh ditukar menjadi tenaga lonjakan elektrostatik. Oleh itu, pelepasan arka boleh memainkan peranan positif dalam beberapa kes. Ini harus diambil kira.

Masalah mencipta peranti pemutus sambungan berkelajuan tinggi dan voltan rendah berkelajuan tinggi yang boleh dipercayai, pertama sekali, adalah berdasarkan penyelesaian yang betul bagi isu pelindapkejutan arka di dalamnya.

Gangguan litar elektrik voltan rendah dan tinggi dengan pembentukan arka yang kuat dalam hubungan peranti elektrik adalah proses yang kompleks, kajian yang ditumpukan kepada sejumlah besar kajian teori dan eksperimen dan perkembangan reka bentuk.

Terdapat sebilangan besar kaedah memadamkan arka AC dan DC yang digunakan dalam amalan bergantung pada tahap voltan operasi, magnitud arus, masa operasi yang diperlukan bagi peranti memutuskan sambungan, keadaan keselamatan, dsb.

Pada masa ini, arka mudah masih menjadi laluan utama yang terus diambil oleh teknologi peranti pensuisan AC dan DC voltan tinggi dan rendah.

Lihat juga:Pemutus Litar Vakum Voltan Tinggi — Reka Bentuk dan Prinsip Operasi