Pagbubukas ng mga de-koryenteng circuit

Ang pagbubukas ng mga de-koryenteng circuit ay karaniwang ibig sabihin transisyonal na proseso, kung saan nagbabago ang kasalukuyang circuit mula sa isang tiyak na halaga hanggang sa zero. Sa huling yugto ng pagbubukas ng circuit, lumilitaw ang isang puwang sa pagitan ng mga contact ng disconnecting device, na, bilang karagdagan sa zero conductivity, ay dapat ding magkaroon ng sapat na mataas na lakas ng dielectric upang mapaglabanan ang pagkilos ng boltahe ng circuit na naibalik dito.

Mga pisikal na katangian ng arc discharge

Electric arc ay maaaring mangyari kapag ang agwat sa pagitan ng mga contact (electrodes) ay nasira o kapag sila ay bumukas. Kapag ang mga contact ay nakabukas, ang arcing sa pagitan ng mga ito ay pinadali ng pagbuo ng mga kumikinang na "mga spot" sa ibabaw ng contact, na kung saan ay isang kinahinatnan ng makabuluhang kasalukuyang density sa mga maliliit na lugar ng "paghihiwalay". Nagdudulot ito ng pagbuo ng arko kapag nasira ang mga contact, kahit na sa medyo mababang boltahe (sa pagkakasunud-sunod ng ilang sampu-sampung volts).

Karaniwang tinatanggap na ang pinakamababang kondisyon para sa paglitaw ng hindi bababa sa hindi matatag na arcing sa mga contact ay kasalukuyang mga 0.5 A at boltahe 15 — 20 V.

Ang pagbubukas ng mga contact sa mas mababang halaga ng boltahe at kasalukuyang ay kadalasang sinasamahan ng maliliit na sparks lamang. Sa mas mataas na bukas na mga boltahe ng circuit, ngunit sa mas mababang mga alon, posible ang pagbuo sa pagitan ng mga bukas na contact paglabas ng glow.

Ang pagkakaroon ng isang glow discharge ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang makabuluhang pagbaba sa boltahe ng cathode (hanggang sa 300 V). Kung ang isang glow discharge ay nagiging isang arc discharge, halimbawa, habang ang kasalukuyang sa circuit ay tumataas, kung gayon ang pagbaba ng boltahe ng cathode ay bumababa sa 10 - 20 V.

Ang mga tampok na katangian ng paglabas ng arko sa mataas na presyon ng isang daluyan ng gas ay:

• mataas na kasalukuyang density sa haligi ng arko;

• mataas na temperatura ng gas sa loob ng arc channel, na umaabot sa 5000 K, at sa ilalim ng mga kondisyon ng matinding deionization, 12000 - 15000 K at mas mataas;

• mataas na kasalukuyang density at mababang boltahe na pagbaba sa mga electrodes.

Karaniwan, ang layunin ay upang matiyak na ang proseso ng pagbubukas ng circuit ay nagpapatuloy nang mabilis hangga't maaari. Para sa layuning ito, ginagamit ang mga espesyal na switching device (switch, circuit breaker, contactor, fuse, load breaker, atbp.).

Ang mga Arcing phenomena ay sinusunod hindi lamang sa mga circuit breaker. Maaaring magkaroon ng electric arc kapag binuksan ang mga contact. mataas na boltahe disconnectors, kapag ang pagkakabukod ng mga linya ay magkakapatong, kapag ang mga proteksiyon na elemento ng mga piyus ay nasunog, atbp.

Ang pagiging kumplikado ng mga aparato ng mga aparatong ito ay nakasalalay sa mga kinakailangan na ipinataw sa kanila sa mga tuntunin ng mga antas ng boltahe ng pagpapatakbo, mga na-rate na alon at mga short-circuit na alon, mga antas ng overvoltage na nagaganap, mga kondisyon ng atmospera, mga rating ng bilis, atbp.

Mga tampok ng pagbubukas ng mga de-koryenteng circuit sa pamamagitan ng mga disconnector

Ang tanong ng pag-aalis ng mahabang bukas na mga arko ng alternating current ay madalas na nakatagpo kapag nagtatrabaho sa mga simpleng disconnector tulad ng mga tripping device. Ang mga naturang disconnectors ay walang mga espesyal na arc suppression device, at kapag ang mga contact ay bumukas, pinalawak lamang nila ang arc sa hangin.

Upang mapabuti ang mga kondisyon para sa arc stretching, ang mga disconnector ay nilagyan ng sungay o karagdagang mga electrodes ng baras, kung saan ang arko ay itinaas at nakaunat sa isang malaking haba.

Maraming mga video na na-upload sa Internet na nagpapakita ng proseso ng pag-arce kapag ang mga contact ng mga disconnector ay nakabukas sa pagkarga (ang mga ito ay madaling mahanap sa pamamagitan ng paghahanap para sa «arcing disconnector»).

Ang bukas na arcing sa mga disconnector o sa pagitan ng mga konduktor at lupa sa mga linya ng kuryente ay malakas na hinihikayat ng hangin. Sa pagkakaroon ng hangin, ang arko ay maaaring mas maikli at samakatuwid ay maalis nang mas mabilis kaysa sa kawalan ng hangin. Gayunpaman, ang kadahilanang tulad ng hangin ay hindi dapat isaalang-alang dahil sa hindi pagkakapare-pareho nito, ngunit batay sa mas malubhang kondisyon - ang kumpletong kawalan ng hangin.

Sa tulong ng mga disconnectors, imposibleng i-off ang isang malaking kasalukuyang, dahil ang arko sa parehong oras ay umabot sa isang malaking haba, na bumubuo ng maraming apoy, malakas na natutunaw ang mga contact ng disconnecting device. Ang isang malakas na bukas na arko ay madaling makapinsala sa mga insulator kung saan ito nakikipag-ugnayan, nagiging sanhi ng isang overlap sa pagitan ng mga phase, na humahantong sa isang maikling circuit sa network.

Ang mga conventional disconnector ay malawakang ginagamit upang idiskonekta ang mga open circuit na alon ng maliliit na transformer, capacitive load line currents, low load currents, atbp.

Mga paraan upang buksan ang mga de-koryenteng circuit

Sa prinsipyo, ang mga sumusunod na pamamaraan ay posible para sa pagbubukas ng mga electric circuit na may direktang kasalukuyang at alternating kasalukuyang.

1. Simpleng arcing ng mga electrical circuit

Kasama sa pangkat na ito ang mga pamamaraan ng pagbubukas ng mga de-koryenteng circuit na may direkta at alternating na kasalukuyang, kung saan walang mga espesyal na karagdagang hakbang ang ginagawa upang limitahan ang kasalukuyang sa circuit bago buksan ang mga contact o mga espesyal na hakbang upang mabawasan ang enerhiya ng arko sa arc gap ng breaker.

Sa pamamaraang ito ng pagbubukas, ang mga kundisyon ng pagsira ng circuit ay ibinibigay ng pinakamaraming arc extinguishing chamber ng disconnecting device sa pamamagitan ng paglikha ng kinakailangang dielectric na lakas ng puwang kapag ang kasalukuyang tumatawid sa zero (alternating current) o pag-abot sa sapat na halaga ng boltahe ng arko (direktang kasalukuyang).

Sa panahon ng arcing, ang mga contact ng apparatus ay maaaring magbukas sa anumang yugto ng kasalukuyang dumadaloy sa circuit, samakatuwid ang mga contact at elemento ng arc chute ay dapat na idinisenyo para sa epekto ng isang arko ng medyo mataas na kapangyarihan at enerhiya.

Mga arc extinguishing chamber para sa mga de-koryenteng aparato

Circuit Breaker Arc Chute

2. Limitadong pagbubukas ng arko ng mga de-koryenteng circuit

Ang mga ganitong paraan ng pagbubukod ay kinabibilangan ng mga kung saan ang isang medyo malaking aktibo o reaktibiti, dahil sa kung saan ang kasalukuyang sa circuit ay bumababa nang malaki kumpara sa halaga nito na umiral bago ang simula ng limitasyon. Pinapatay ng switch ang limitadong kasalukuyang nananatili sa circuit.

Sa kasong ito, ang isang power-limited arc ay nangyayari sa mga contact, at ang pagpatay sa arc sa natitirang kasalukuyang ay isang mas simpleng gawain kaysa sa kung ang kasalukuyang ay hindi limitado.

Karaniwan, isinama namin ang mga pamamaraan ng pagdiskonekta sa parehong grupo, kung saan ang yugto ng kasalukuyang pagkagambala ay mahigpit na naayos o ang oras ng pagsunog ng arko sa mga contact ay limitado ng ilang mga espesyal na hakbang, halimbawa, mga aparato ng balbula, atbp.

3. Arcless na pagbubukas ng mga de-koryenteng circuit

Ang proseso ng pagbubukas ng mga de-koryenteng circuit sa kasong ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng ang katunayan na ang arc discharge sa pangunahing mga contact ay ganap na nangyayari o nangyayari sa anyo ng isang napaka-maikling hindi matatag na arko dahil sa impluwensya ng inductance at mutual inductance ng mga circuit. . Ang ganitong uri ng pagbubukas ng circuit ay kadalasang nakakamit sa pamamagitan ng mga high-power valve (silicon diodes o thyristors) na ginagamit bilang mga elemento ng shunting ng mga pangunahing contact sa circuit breaker.

Mga katangian ng arc extinguishing kapag binubuksan ang mga de-koryenteng circuit ng DC at AC

Ang mga kondisyon ng AC arc extinguishing na may aktibong deionization ng switching device gap ay panimula na hindi kasama sa mga kondisyon ng extinguishing ng DC arc at mahabang bukas na AC arc.

Sa isang permanenteng arko o sa isang bukas na mahabang alternating arc, ang pagkalipol ay nangyayari pangunahin dahil kapag ang arko ay naunat, ang pinagmumulan ng elektrikal na enerhiya ay hindi kayang takpan ang pagbaba ng boltahe sa haligi ng arko, bilang isang resulta kung saan ang isang hindi matatag na kondisyon ay nangyayari at ang ang arc ay napatay.

Kapag ang isang arc ay nangyari sa isang AC circuit, kapag ang arc column ay aktibong na-deionize o nasira sa isang serye ng mga maiikling arko, ang arc ay maaaring patayin kahit na ang pinagmulan ay mayroon pa ring malaking supply ng boltahe upang mapanatili ang arc burning, ngunit ito ay lumabas. hindi sapat upang matiyak ang pag-aapoy nito—sa kasalukuyang zero crossing.

Sa ilalim ng mga kondisyon ng aktibong deionization sa panahon ng kasalukuyang zero crossing, ang kondaktibiti ng haligi ng arko ay bumababa nang labis na, hindi bababa sa isang maikling panahon, ang isang makabuluhang boltahe ay dapat ilapat dito upang simulan ang arko sa susunod na kalahating ikot.

Kung ang circuit ay hindi makapagbigay ng sapat na boltahe at ang rate ng pagtaas nito sa puwang, pagkatapos ang kasalukuyang pumasa sa zero, ang kasalukuyang ay nagambala, iyon ay, ang arko ay hindi lilitaw sa susunod na kalahating ikot at ang circuit ay sa wakas Naka-off.

Pagkatapos ay isaalang-alang ang pinakakaraniwan pagbubukas lamang ng mga arc circuit.

Kung ang boltahe at kasalukuyang pinagmulan ng circuit ay lumampas sa ilang mga kritikal na halaga, pagkatapos ay sa mga contact ng electrical disconnection device kapag binuksan nila, nangyayari ang isang matatag na paglabas ng arko… Kung ang mga contact ay higit na naghihiwalay o ang arc ay natangay sa arc extinguishing chamber ng disconnector, ang hindi matatag na mga kondisyon ng arc burning ay malilikha at ang arc ay maaaring patayin.

Habang tumataas ang boltahe ng circuit at kasalukuyang, mabilis na tumataas ang kahirapan sa paglikha ng hindi matatag na kondisyon ng arcing. Sa mga boltahe na umabot sa libu-libo at sampu-sampung libong volts at medyo mataas na alon (libo-libong amperes), isang napakalakas na arko ang nangyayari sa mga contact ng disconnecting device, upang mapatay ito at samakatuwid ay masira ang circuit, ang mga hakbang ay dapat gawin upang magamit. higit pa o hindi gaanong sopistikadong mga arc extinguishing device ... Ang mga partikular na makabuluhang paghihirap ay lumitaw kapag pinapatay ang mga DC circuit.

Ang mga malalaking paghihirap ay dapat ding malampasan sa panahon ng isang bato. mga short circuit na alon sa mga AC circuit para sa maiikling panahon (daan-daan at libu-libo ng isang segundo).

Ang mabilis na pagkasira ng circuit at pag-alis ng mga nagresultang maikling circuit sa mga electrical installation ay idinidikta ng ilang mga pangyayari at una sa lahat ng pangangailangan na mapanatili ang katatagan ng operasyon. mga sistema ng kuryente, proteksyon ng mga wire at kagamitan mula sa mga thermal effect ng short-circuit currents, proteksyon ng mga contact at arc chamber ng disconnecting device mula sa mapanirang pagkilos ng isang malakas na arko.

Ang mabilis na pag-alis ng open circuit arc ay napakahalaga din at sa mga device para sa mga low voltage control circuit, na karaniwang idinisenyo para sa napakalaking bilang ng mga proseso ng paglipat. Ang pagbawas sa tagal ng pagsunog ng arko ay humahantong sa isang pagbawas sa pagkasunog ng mga contact at iba pang mga elemento ng apparatus at, samakatuwid, sa isang pagtaas sa buhay ng serbisyo.

Gayunpaman, ang napakabilis na pag-aalis ng arko ay maaaring magresulta sa napakalaking surge sa circuit dahil ang arko, kapag bukas ang circuit, ay sumisipsip ng electromagnetic energy na nakaimbak sa circuit, na maaaring ma-convert sa electrostatic surge energy. Kaya, ang arc discharge ay maaaring gumanap ng isang positibong papel sa ilang mga kaso. Dapat itong isaalang-alang.

Ang problema sa paglikha ng maaasahang mataas na bilis ng mataas at mababang boltahe na mga disconnecting device, una sa lahat, ay batay sa tamang solusyon ng isyu ng arc quenching sa kanila.

Ang pagkagambala ng mababa at mataas na boltahe na mga de-koryenteng circuit na may pagbuo ng isang malakas na arko sa mga contact ng mga de-koryenteng aparato ay isang kumplikadong proseso, ang pag-aaral na kung saan ay nakatuon sa isang malaking bilang ng mga teoretikal at eksperimentong pag-aaral at pag-unlad ng disenyo.

Mayroong isang malaking bilang ng mga paraan ng pag-aalis ng mga AC at DC arc na ginagamit sa pagsasanay depende sa mga antas ng operating boltahe, ang laki ng mga alon, ang kinakailangang oras ng pagpapatakbo ng mga disconnecting device, mga kondisyon sa kaligtasan, atbp.

Sa kasalukuyan, ang simpleng arcing pa rin ang pangunahing landas na patuloy na tinatahak ng high and low voltage AC at DC switching device technology.

Tingnan din:Mga Mataas na Voltage na Vacuum Circuit Breaker — Disenyo at Prinsipyo ng Operasyon