Was ist die Theorie der Bogenunterbrechung?

Was ist die Theorie der Bogenunterbrechung?

Definition der Theorie der Bogenunterbrechung

Die Theorie der Bogenunterbrechung bezieht sich auf den Prozess des Stopps von elektrischen Bögen, die entstehen, wenn Schaltkreiskontakte geöffnet werden.

Methoden der Bogenunterbrechung

Es gibt zwei Hauptmethoden: die Hochwiderstandsmethode, die den Widerstand bis zum Nullstrom erhöht, und die Niedrigwiderstandsmethode, die den natürlichen Nullpunkt des Wechselstroms nutzt.

Wiederentzündungsspannung

Die Wiederentzündungsspannung ist die Spannung zwischen den Unterbrecherkontakten im Moment, in dem der Bogen erlischt.

Energiebilanz-Theorie

Wenn die Kontakte des Schalters kurz davor sind zu öffnen, beträgt die Wiederentzündungsspannung null, sodass keine Wärme erzeugt wird. Wenn sie vollständig geöffnet sind, ist der Widerstand unendlich, was ebenfalls keine Wärmeerzeugung bedeutet. Daher wird die maximale Wärme zwischen diesen Punkten erzeugt. Die Energiebilanz-Theorie besagt, dass, wenn die Wärmeabgabe zwischen den Kontakten schneller erfolgt als die Wärmeerzeugung, der Bogen durch Abkühlung, Verlängerung und Zerteilung erlöschen kann.

Spannungsrennen-Theorie

Der Bogen entsteht durch die Ionisierung der Lücke zwischen den Kontakten des Schalters. Daher ist der Widerstand in der Anfangsphase sehr gering, d.h. wenn die Kontakte geschlossen sind, und nimmt zu, wenn sich die Kontakte trennen. Wenn wir Ionen in der Anfangsphase entweder durch Rückverkoppelung in neutrale Moleküle oder durch Einbringen von Isolation schneller entfernen, als sie ionisiert werden, kann der Bogen unterbrochen werden. Die Ionisierung bei Nullstrom hängt von der Spannung ab, die als Wiederentzündungsspannung bekannt ist.

Lassen Sie uns einen Ausdruck für die Wiederentzündungsspannung definieren. Für ein verlustfreies oder ideales System haben wir:

Hierbei ist v = Wiederentzündungsspannung.

V = Spannungswert im Moment der Unterbrechung.

L und C sind Serieninduktor und Parallelkapazität bis zum Fehlerpunkt.

Aus der obigen Gleichung können wir sehen, dass je niedriger der Wert des Produkts aus L und C, desto höher der Wert der Wiederentzündungsspannung.

Die Variation von v über die Zeit wird unten dargestellt:

Nehmen wir nun ein praktisches System oder an, dass es endliche Verluste im System gibt. Wie in der Abbildung unten gezeigt, wird in diesem Fall die Wiederentzündungsspannung durch die Anwesenheit eines endlichen Widerstands gedämpft. Hier wird angenommen, dass der Strom um 90 Grad hinter der Spannung zurückbleibt. In der Praxis kann der Winkel jedoch je nach Zykluszeit des Fehlers variieren.

Betrachten wir den Effekt der Bogenspannung, wenn die Bogenspannung in das System einbezogen wird, gibt es eine Erhöhung der Wiederentzündungsspannung. Dies wird jedoch durch einen anderen Effekt der Bogenspannung kompensiert, der den Stromfluss entgegenwirkt und die Phasenverschiebung des Stroms ändert, sodass dieser mehr in Phase mit der angelegten Spannung kommt. Daher ist der Strom nicht bei seinem Spitzenwert, wenn die Spannung den Nullwert durchläuft.

Steigerungsrate der Wiederentzündungsspannung (RRRV)

Sie ist definiert als das Verhältnis des Spitzenwerts der Wiederentzündungsspannung zur benötigten Zeit, um den Spitzenwert zu erreichen. Es ist einer der wichtigsten Parameter, da, wenn die Rate, mit der die Dielektrische Stärke zwischen den Kontakten entwickelt wird, größer als die RRRV ist, der Bogen erlischt.