Ketika kontak penghantar arus dari pemutus sirkuit terpisah, busur api terbentuk dan bertahan sejenak setelah kontak terpisah. Busur api ini berbahaya karena energi panas yang dihasilkannya, yang dapat menghasilkan gaya ledakan.
Pemutus sirkuit harus memadamkan busur api tanpa merusak peralatan atau membahayakan personel. Busur api sangat mempengaruhi kinerja pemutus. Menghentikan busur DC lebih menantang daripada busur AC. Dalam busur AC, arus secara alami mencapai nol selama setiap siklus gelombang, menyebabkan busur hilang sesaat. Penyeberangan nol ini menciptakan kesempatan untuk mencegah busur kembali menyala, dengan memanfaatkan interval singkat absennya arus untuk mendenaturisasi celah dan mencegah penyalaan kembali.
Konduktivitas busur api proporsional dengan kepadatan elektron (ion per sentimeter kubik), kuadrat diameter busur, dan invers panjang busur. Untuk pemadaman busur, penting untuk mengurangi kepadatan elektron bebas (ionisasi), mengecilkan diameter busur, dan meningkatkan panjang busur.
Metode Pemadaman Busur
Ada dua metode utama untuk pemadaman busur dalam pemutus sirkuit:
Metode Hambatan Tinggi
Prinsip: Hambatan efektif busur ditingkatkan seiring waktu, mengurangi arus hingga tingkat di mana pembangkitan panas tidak lagi dapat mempertahankan busur, sehingga menyebabkan pemadaman.
Dissipasi Energi: Karena sifat resistif busur, sebagian besar energi sistem diserap dalam pemutus sirkuit, sebuah kelemahan signifikan.
Teknik untuk Meningkatkan Hambatan Busur:
Pendinginan: Mengurangi mobilitas ion dan kepadatan elektron.
Pemanjangan Busur: Memisahkan kontak meningkatkan panjang lintasan, meningkatkan hambatan.
Pengurangan Luas Penampang: Menyempitkan diameter busur mengurangi konduktivitas.
Pembagian Busur: Membagi busur menjadi segmen yang lebih kecil (misalnya, melalui grid logam atau saluran) meningkatkan hambatan total.
Metode Hambatan Rendah (Penghentian Arus Nol)
Keterapan: Eksklusif untuk rangkaian AC, memanfaatkan penyeberangan nol arus alami (100 kali per detik untuk sistem 50 Hz).
Mekanisme:
Hambatan busur dipertahankan pada level rendah hingga arus mencapai nol.
Pada penyeberangan nol, busur padam secara alami. Ketahanan dielektrik dipulihkan dengan cepat di antara kontak untuk mencegah penyalaan kembali, memanfaatkan absennya arus singkat untuk mendenaturisasi celah.
Keuntungan: Meminimalkan dissipasi energi dalam pemutus dengan memanfaatkan titik nol inheren gelombang AC, menjadikannya sangat efisien untuk penghentian busur.
Masuk
