ما هي نظرية قطع القوس الكهربائي؟
ما هو نظرية انقطاع القوس الكهربائي؟
تعريف نظرية انقطاع القوس الكهربائي
تُعرَّف نظرية انقطاع القوس الكهربائي بأنها عملية إيقاف الأقواس الكهربائية التي تحدث عند فتح نقاط الاتصال في الدائرة.
طرق انقطاع القوس الكهربائي
هناك طريقتان رئيسيتان: الطريقة ذات المقاومة العالية، والتي تزيد من المقاومة حتى يصل التيار إلى الصفر، والطريقة ذات المقاومة المنخفضة، والتي تستفيد من نقطة الصفر الطبيعية للتيار المتردد.
جهد إعادة الاشتعال
هو الجهد عبر نقاط الاتصال للمقاطع الكهربائي عند لحظة انقطاع القوس الكهربائي.
نظرية التوازن الطاقي
عندما تكون نقاط الاتصال للمقاطع الكهربائي على وشك الفتح، يكون جهد إعادة الاشتعال صفرًا، وبالتالي لا ينتج حرارة. عندما تكون مفتوحة تمامًا، تكون المقاومة لا نهائية، مما لا ينتج حرارة أيضًا. بالتالي، يكون الحرارة القصوى المتولدة بين هذين النقطتين. تقول نظرية التوازن الطاقي أنه إذا كان معدل تبدد الحرارة بين نقاط الاتصال أسرع من معدل توليدها، يمكن إطفاء القوس الكهربائي عن طريق التبريد وتطويل القوس وتقطيعه.
نظرية سباق الجهد
يكون القوس الكهربائي بسبب تأيين الفجوة بين نقاط الاتصال للمقاطع الكهربائي. بالتالي، تكون المقاومة في المرحلة الأولى صغيرة جدًا، أي عندما تكون نقاط الاتصال مغلقة، ومع فصل النقاط، تبدأ المقاومة في الزيادة. إذا أزلنا الأيونات في المرحلة الأولى إما بإعادة تركيبها إلى جزيئات محايدة أو بإدخال عازل بمعدل أسرع من معدل التأيين، يمكن قطع القوس الكهربائي. يعتمد التأيين عند التيار الصفر على الجهد المعروف بجهد إعادة الاشتعال.
لنحدد معادلة لجهد إعادة الاشتعال. لنظام خالي من الخسائر أو النظام المثالي لدينا،
هنا، v = جهد إعادة الاشتعال.
V = قيمة الجهد عند لحظة القطع.
L و C هما الملف التسلسلي والسعة الموازية حتى نقطة العطل.
وبالتالي من المعادلة أعلاه يمكننا أن نرى أن كلما قلت قيمة حاصل ضرب L و C، ارتفعت قيمة جهد إعادة الاشتعال.
يتم رسم تغير v مقابل الزمن كما يلي:
والآن دعنا نأخذ بنظر الاعتبار نظامًا عمليًا، أو نفترض وجود خسائر محدودة في النظام. كما هو موضح في الشكل أدناه، في هذه الحالة يتم تخفيف جهد إعادة الاشتعال بسبب وجود مقاومة محدودة. هنا يُفترض أن التيار يتاخر عن الجهد بزاوية (تقاس بالدرجات) تبلغ 90 درجة. ومع ذلك، في المواقف العملية قد تختلف الزاوية اعتمادًا على الوقت في الدورة الذي يحدث فيه العطل.
دعونا نعتبر تأثير جهد القوس، إذا تم تضمين جهد القوس في النظام، هناك زيادة في جهد إعادة الاشتعال. ومع ذلك، يتم تعويض هذا التأثير بواسطة تأثير آخر لجهد القوس الذي يعارض تدفق التيار ويقوم بتغيير طور التيار، مما يجعله أكثر توافقًا مع الجهد المطبق. وبالتالي، فإن التيار ليس في قيمته القصوى عندما يمر الجهد بقيمة الصفر.
معدل ارتفاع جهد إعادة الاشتعال (RRRV)
يُعرف بأنه نسبة القيمة القصوى لجهد إعادة الاشتعال إلى الوقت المستغرق للوصول إلى القيمة القصوى. إنه أحد أهم المعلمات، حيث إذا كان معدل تطور القوة العازلة بين نقاط الاتصال أكبر من RRRV، سيتم إطفاء القوس الكهربائي.
