Que é a Teoría da Interrupción do Arco?

Que é a Teoría da Interrupción do Arco?

Definición da Teoría da Interrupción do Arco

A teoría da interrupción do arco defínese como o proceso de detención dos arcos eléctricos que ocorren cando os contactos do circuito se abren.

Métodos de Interrupción do Arco

Hai dous métodos principais: o método de alta resistencia, que aumenta a resistencia para corrente cero, e o método de baixa resistencia, que usa o punto natural de cero da corrente alternativa.

Voltaxe de Reestablecemento

A voltaxe de reestablecemento é a voltaxe entre os contactos do interruptor no momento en que o arco se extingue.

Teoría do Balance Enerxético

Cando os contactos do interruptor están a punto de abrirse, a voltaxe de reestablecemento é cero, polo que non se xenera calor. Cando están completamente abertos, a resistencia é infinita, producindo de novo ningún calor. Así, o calor máximo xenerado está entre estes puntos. A teoría do balance enerxético afirma que se a dissipación de calor entre os contactos é máis rápida que a xeración de calor, o arco pode extinguirse por refrixeración, alargar e dividir o arco.

Teoría da Carrera de Voltaxe

O arco debeuse á ionización do espacio entre o contacto do interruptor. Así, a resistencia na etapa inicial é moi pequena, isto é, cando os contactos están pechados, e a medida que os contactos se separan, a resistencia comeza a aumentar. Se eliminamos as ions na etapa inicial, ou recombinandolás en moléculas neutras ou insertando aislamento a unha taxa máis rápida que a taxa de ionización, o arco pode interromperse. A ionización a corrente cero depende das voltaxes coñecidas como voltaxe de reestablecemento.

Definamos unha expresión para a voltaxe de reestablecemento. Para un sistema ideal sen perdas temos,

Aquí, v = voltaxe de reestablecemento.

V = valor da voltaxe no instante da interrupción.

L e C son o inductor en serie e a capacitancia en paralelo ata o punto de fallo.

Así, a partir da ecuación anterior, podemos ver que canto menor sexa o valor do produto de L e C, maior será o valor da voltaxe de reestablecemento.

A variación de v en función do tempo está representada a continuación:

Agora, consideremos un sistema práctico, ou supoñamos que hai perdas finitas no sistema. Como se mostra na figura a continuación, neste caso, a voltaxe de reestablecemento amortégase debido á presenza de certa resistencia finita. Aquí supónse que a corrente leva un ángulo (medido en graos) de 90 detrás da voltaxe. No entanto, na situación práctica, o ángulo pode variar dependendo do momento do ciclo no que ocorre a falla.

Consideremos o efecto da voltaxe do arco, se a voltaxe do arco está incluída no sistema, hai un incremento na voltaxe de reestablecemento. No entanto, isto compensase por outro efecto da voltaxe do arco, que se opón ao fluxo de corrente e cambia a fase da corrente, traela máis en fase coas voltaxes aplicadas. Polo tanto, a corrente non está no seu valor máximo cando a voltaxe pasa a través do valor cero.

Taxa de Incremento da Voltaxe de Reestablecemento (TIVR)

Defínese como a relación do valor pico da voltaxe de reestablecemento ao tempo necesario para alcanzar ese valor pico. É un dos parámetros máis importantes, xa que se a taxa a que se desenvolve a forza dieléctrica entre os contactos é maior que a TIVR, o arco extinguirse.