Què és la Teoria de la Interrupció d'Arcs?
Què és la Teoria de la Interrupció d'Arcs?
Definició de la Teoria de la Interrupció d'Arcs
La teoria de la interrupció d'arcs es defineix com el procés de parar els arcs elèctrics que ocorren quan els contactes del circuit s'obren.
Mètodes d'Interrupció d'Arcs
Hi ha dos mètodes principals: el mètode d'alta resistència, que augmenta la resistència fins a la corrent zero, i el mètode de baixa resistència, que utilitza el punt natural zero de la corrent AC.
Voltatge de Reestabliment
El voltatge de reestabliment és el voltatge entre els contactes del disjuntor en el moment en què l'arc s'extingeix.
Teoria de l'Equilibri d'Energia
Quan els contactes del disjuntor estan a punt d'obrir-se, el voltatge de reestabliment és zero, per tant no es genera calor. Quan estan totalment oberts, la resistència és infinita, produint tampoc calor. Així doncs, la màxima calor generada és entre aquests punts. La teoria de l'equilibri d'energia estableix que si la dissipació de calor entre els contactes és més ràpida que la generació de calor, l'arc es pot extingir refredant-lo, allargant-lo i dividint-lo.
Teoria de la Carrera de Voltatges
L'arc és degut a la ionització de l'espai entre els contactes del disjuntor. Així, la resistència en la fase inicial és molt petita, és a dir, quan els contactes estan tancats, i com els contactes es separen, la resistència comença a augmentar. Si eliminem les ions en la fase inicial, o bé recombinant-les en molècules neutrals o inserint aïllament a un ritme més ràpid que el ritme d'ionització, l'arc es pot interrompre. L'ionització a corrent zero depèn dels voltatges coneguts com a voltatge de reestabliment.
Defineix una expressió pel voltatge de reestabliment. Per a un sistema sense pèrdues o ideal, tenim,
Aquí, v = voltatge de reestabliment.
V = valor del voltatge en el moment de la interrupció.
L i C són inductors en sèrie i capacitance en derivació fins al punt de fallada.
Així, a partir de l'equació anterior, podem veure que menys sigui el valor del producte de L i C, més gran serà el valor del voltatge de reestabliment.
La variació de v respecte al temps es representa a continuació:
Ara considerem un sistema pràctic, o assumim que hi ha pèrdues finites en el sistema. Com es mostra a la figura, en aquest cas el voltatge de reestabliment es redueix a causa de la presència d'una certa resistència finita. Aquí es suposa que la corrent es retarda respecte al voltatge en un angle (mesurat en graus) de 90. No obstant això, en situacions pràctiques, l'angle pot variar depenent del moment del cicle en què ocorre la fallada.
Considerem l'efecte del voltatge d'arc, si el voltatge d'arc s'inclou en el sistema, hi ha un increment en el voltatge de reestabliment. Tanmateix, això es compensa per un altre efecte del voltatge d'arc, que oposa el flux de la corrent i canvia la fase de la corrent, així portant-la més en fase amb els voltatges aplicats. Així, la corrent no està al seu valor màxim quan el voltatge passa a través de zero.
Taxa de Creixement del Voltatge de Reestabliment (TCVR)
Es defineix com la raó entre el valor màxim del voltatge de reestabliment i el temps necessari per arribar al valor màxim. És un dels paràmetres més importants, ja que si la taxa a la qual es desenvolupa la resistència dielèctrica entre els contactes és més gran que la TCVR, llavors l'arc s'extingirà.
