تئوری قطع قوس چیست

نظریه قطع قوس الکتریکی چیست؟

تعریف نظریه قطع قوس الکتریکی

نظریه قطع قوس الکتریکی به فرآیند متوقف کردن قوس‌های الکتریکی اشاره دارد که هنگام باز شدن تماس‌های مدار رخ می‌دهند.

روش‌های قطع قوس الکتریکی

دو روش اصلی وجود دارد: روش مقاومت بالا، که مقاومت را تا جریان صفر افزایش می‌دهد، و روش مقاومت پایین، که از نقطه صفر طبیعی جریان متناوب استفاده می‌کند.

ولتاژ بازآتشینی

ولتاژ بازآتشینی ولتاژ بین تماس‌های قاطع در لحظه خاموش شدن قوس الکتریکی است.

نظریه تعادل انرژی

وقتی تماس‌های قاطع در حال باز شدن هستند، ولتاژ بازآتشینی صفر است و بنابراین گرما تولید نمی‌شود. وقتی کاملاً باز شوند، مقاومت نامحدود است و دوباره گرما تولید نمی‌شود. بنابراین، حداکثر گرما تولید شده بین این نقاط است. نظریه تعادل انرژی بیان می‌کند که اگر تلفات گرما بین تماس‌ها سریع‌تر از تولید گرما باشد، قوس الکتریکی با خنک کردن، طولانی کردن و تقسیم آن می‌تواند خاموش شود.

نظریه مسابقه ولتاژ

قوس الکتریکی به دلیل یونیزاسیون فاصله بین تماس‌های قاطع رخ می‌دهد. بنابراین، مقاومت در مرحله اولیه بسیار کم است، یعنی زمانی که تماس‌ها بسته هستند و هنگامی که تماس‌ها جدا می‌شوند، مقاومت شروع به افزایش می‌کند. اگر یون‌ها را در مرحله اولیه با بازسازی آن‌ها به مولکول‌های خنثی یا وارد کردن عایق با نرخی سریع‌تر از نرخ یونیزاسیون حذف کنیم، قوس الکتریکی می‌تواند قطع شود. یونیزاسیون در جریان صفر به ولتاژی که به عنوان ولتاژ بازآتشینی شناخته می‌شود، بستگی دارد.

بیایید یک عبارت برای ولتاژ بازآتشینی تعریف کنیم. برای سیستم بدون تلف یا ایده‌آل داریم،

در اینجا، v = ولتاژ بازآتشینی.

V = مقدار ولتاژ در لحظه قطع.

L و C القایی سری و ظرفیت موازی تا نقطه خطاست.

بنابراین از معادله فوق می‌توانیم ببینیم که هر چه مقدار حاصل ضرب L و C کمتر باشد، مقدار ولتاژ بازآتشینی بیشتر است.

نمودار تغییر v نسبت به زمان به صورت زیر رسم می‌شود:

حال بیایید یک سیستم عملی را در نظر بگیریم یا فرض کنیم که تلفات محدودی در سیستم وجود دارد. مانند شکل زیر، در این حالت ولتاژ بازآتشینی به دلیل وجود مقاومت محدودی دامنه‌دار می‌شود. در اینجا فرض شده است که جریان با ولتاژ ۹۰ درجه اختلاف فازی دارد. اما در شرایط عملی، زاویه ممکن است به دلیل زمان دوره‌ای که خطای رخ می‌دهد، متفاوت باشد.

بیایید تأثیر ولتاژ قوس را در نظر بگیریم. اگر ولتاژ قوس در سیستم شامل شود، ولتاژ بازآتشینی افزایش می‌یابد. اما این توسط تأثیر دیگری از ولتاژ قوس که جریان را مخالفت می‌کند و تغییر فاز جریان را ایجاد می‌کند، جبران می‌شود. بنابراین جریان در زمانی که ولتاژ از صفر عبور می‌کند، در حداقل مقدار خود نیست.

نرخ افزایش ولتاژ بازآتشینی (RRRV)

این نرخ به عنوان نسبت مقدار قله ولتاژ بازآتشینی به زمان لازم برای رسیدن به مقدار قله تعریف می‌شود. این یکی از مهم‌ترین پارامترها است زیرا اگر نرخی که قدرت عایقی بین تماس‌ها توسعه یافته بیشتر از RRRV باشد، قوس الکتریکی خاموش خواهد شد.