arcuri electrice și proprietățile sale, procesele de ardere care cauzează naștere și susține, precum și soluții constructive în dispozitive de comutare pentru stingere descărcare în arc.
Proprietăți de arc sau de descărcare în arc
În ingineria electrică (disjunctoare, întrerupătoare de circuit, contactoare) arc născut încărcat la circuitul de oprire.
Parametrii importanți ai arcului electric:
- descărcare în arc este capabil să dezvolte curenti extrem de mari (pentru metal, acest curent este 0.5 amperi);
- temperatura în arc și un trunchi mare este de ordinul a 6-18 mii de Kelvin (adesea 6-10000 Kelvin);
- reducerea tensiunii la catod și egal cu ușor 10-20 volți.
Deversarea arc este împărțit convențional în trei zone:
- okolokatodnuyu;
- trunchi de arc (partea principală);
- okoloanodnuyu.
În zonele desemnate de ionizare și deionizarea sunt diferite:
- Ionizarea - procesul de dezintegrare a atomilor neutri asupra electronul negativ și un ion pozitiv;
- deionizare - opus procesului de ionizare (antonim) la care electronul și fuziunea ion la particula neutră.
Procese de naștere însoțitor arcului electric
La etapa inițială a cultivării contactelor principale ale arcului apare în următoarele procese:
- emisie thermionic (eliberarea de electroni negativi din suprafața de contact încălzit);
- emisie în câmp (desprindere de electroni de la catod sub influența câmpurilor electrice mari).
emisie termionică. La pauză în contact ultima zonă a zonei formată zona de contact cu cuprul topit cu temperatura corespunzătoare. Cuprul se evapora la electrodul negativ spotului catodic așa-numita, care este o sursă de electroni liberi. proces activ este influențat: suprafețele de temperatură și de contact metalice; este suficient pentru nașterea arcului electric, dar nu sunt suficiente pentru a susține arderea acestuia.
emisie de câmp. Spațiul aerian dintre contactele pot fi considerate ca un fel de condensator, a cărui capacitate este nelimitat în prima clipă, și a redus și mai mult, în funcție de decalajul tot mai mare dintre contactul mobil și fix. Condensatorul descrisă este reîncărcat și tensiunea treptat în ea este comparată cu tensiunea circuitului principal. Intensitatea câmpului electric atinge valori la care există condiții de eliberare a electronilor de la suprafața catodului nu este încălzit.
Raportul dintre procesele descrise de impact pentru nucleația arcului depinde de intensitatea curentului fiind oprit, grupul de contact de contact metalic suprafață curățenia, contactați viteza de separare și de alți factori. Dominația unei specii de peste o altă problemă în mod individual.
Procesele de sprijin arcului electric.
Folosind aceste mecanisme de particule de interacțiune, condițiile de descărcare de combustie:
- apăsare de ionizare (cronometrat de electroni tăieturi în particula neutră și „bate afară“ și electroni ei);
- Thermal Ionizare (distrugerea atomilor neutri temperaturi considerabile).
impuls ionizarea. Un electron liber la o anumită particulă neutră de viteză este capabil să pătrundă într-un electron și un ion. Din nou, electronul rezultat poate rupe legăturile interne în următoarele particule, rezultând într-o reacție în lanț. Viteza de electroni este o funcție a diferenței de potențial în zona de mișcare (capacitate suficientă pentru a extrage electroni 13 - 16 volți pentru oxigen, hidrogen, azot, heliu pentru 24 de volți; 7,7 volți pentru vapori de cupru).
ionizare termică. La temperaturi ridicate, crește viteza particulelor în plasmă, ceea ce duce la distrugerea atomilor neutri pe principiul unei ionizarea împingere.
În același timp cu procesele de ionizare sunt procese deionizare datorită recombinării (contact mutual „-“ și „+“ particule duce la unirea lor într-un atom neutru) și difuzie (randament de arc electroni trunchi la mediul extern, unde absorbția lor are loc în condiții normale).
Un factor esențial pentru continuarea arcului în acest caz este de ionizare termică atât de stingere a descărcării se aplică baril de răcire (de contact cu materialul de înaltă conductivitate termică), în timp ce, de asemenea, lungirea arcului însuși în spațiul alocat pentru acesta.
Metode pentru stingerea unui arc electric
Pentru a limita impactul negativ al arcului electric pe contactele dispozitivului de comutare și a componentelor sale, ar trebui să fie pentru cel mai scurt timp pentru a stinge arcul. Efectele negative includ:
- temperatură ridicată (topire, vaporizarea materialului de contact);
- creând gâturi conductori de curent electric (arc conduce cu ușurință curent, deci poate ține pe porțiuni care nu efectuează curent în timpul funcționării normale);
- o defecțiune în unitatea de circuit electric (defalcare izolație).
Doug - o manifestare particulară a unuia dintre stările de materie numite plasmă. Barrel arc are temperatură ridicată și o cantitate mare de ioni liberi. Având în vedere că principalul factor de prelungire a arderii este de ionizare termică. necesitatea de a răci rapid arborele unui arc electric. În acest scop, următoarele modele sunt utilizate în dispozitive de comutare:
- magnetic ohlazhdayuschoy explozie sau injectarea unui lichid sau gaz, pentru a prelungi durata arcului (suprafața bo lshaya dă căldură mai bună);
- grila deionnaya sau set de plăci de oțel profilate care funcționează simultan radiatoare cu arc și dezmembrat în componente separate;
- Intrerupator aparat de fotografiat tip decalaj. realizat din material cu conductivitate termica ridicata si rezistenta la temperaturi ridicate (camera cu arc electric cu material în contact dă energie termică);
- creând un spațiu închis al unui gaz material de eliberare sub influența temperaturii (gazele de înaltă presiune împiedică formarea unui arc electric);
- aliaje de contact speciale pentru a reduce conținutul de metale în plasmă;
- okolokontaktnogo evacua aerul din spațiul pentru a crea un vid (fără substanță - fără ionizare);
- în aparatul pentru producerea curentului alternativ în momentul de deschidere a curentului de zero trecere (mai puțină energie pentru un arc de naștere);
- introdus în spațiul dintre contacte divergente, semiconductori, care nu percep curentul și arcul va aprinde;
- aplica circuitul dublu-break (nu parte a circuitului conductor, instantaneu și crește semnificativ distanța dintre catod și anod).