Cosa è la teoria dell'interruzione dell'arco?
Cos'è la teoria dell'interruzione dell'arco?
Definizione della teoria dell'interruzione dell'arco
La teoria dell'interruzione dell'arco è definita come il processo di interruzione degli archi elettrici che si verificano quando i contatti del circuito si aprono.
Metodi di interruzione dell'arco
Ci sono due metodi principali: il metodo ad alta resistenza, che aumenta la resistenza fino a corrente zero, e il metodo a bassa resistenza, che utilizza il punto naturale di corrente zero in corrente alternata.
Tensione di riacceso
La tensione di riacceso è la tensione tra i contatti del disgiuntore al momento in cui l'arco viene estinto.
Teoria del bilancio energetico
Quando i contatti del disgiuntore stanno per aprirsi, la tensione di riacceso è zero, quindi non viene generato calore. Quando completamente aperti, la resistenza è infinita, nuovamente senza produrre calore. Pertanto, il calore massimo generato si verifica tra questi punti. La teoria del bilancio energetico afferma che se la dissipazione di calore tra i contatti è più rapida della produzione di calore, l'arco può essere estinto raffreddandolo, allungandolo e dividendolo.
Teoria della corsa di tensione
L'arco è dovuto all'ionizzazione dello spazio tra i contatti del disgiuntore. Quindi, la resistenza nella fase iniziale è molto piccola, cioè quando i contatti sono chiusi, e man mano che i contatti si separano, la resistenza inizia ad aumentare. Se rimuoviamo gli ioni nella fase iniziale, ricombinandoli in molecole neutre o inserendo isolamento a un tasso superiore al tasso di ionizzazione, l'arco può essere interrotto. L'ionizzazione a corrente zero dipende dalla tensione nota come tensione di riacceso.
Definiamo un'espressione per la tensione di riacceso. Per un sistema ideale o senza perdite abbiamo,
Qui, v = tensione di riacceso.
V = valore della tensione al momento dell'interruzione.
L e C sono induttanza in serie e capacità shunt fino al punto di guasto.
Pertanto, dall'equazione sopra possiamo vedere che, minore è il valore del prodotto di L e C, maggiore è il valore della tensione di riacceso.
La variazione di v rispetto al tempo è rappresentata nel grafico sottostante:
Ora consideriamo un sistema pratico, o supponiamo che ci siano perdite finite nel sistema. Come mostrato nella figura sottostante, in questo caso la tensione di riacceso è smorzata a causa della presenza di una resistenza finita. Si assume qui che la corrente sia in ritardo sulla tensione di un angolo (misurato in gradi) di 90. Tuttavia, in situazioni pratiche, l'angolo può variare a seconda del momento del ciclo in cui si verifica il guasto.
Consideriamo l'effetto della tensione d'arco, se la tensione d'arco è inclusa nel sistema, c'è un incremento nella tensione di riacceso. Tuttavia, questo è compensato da un altro effetto della tensione d'arco che oppone la corrente e modifica la fase della corrente, portandola più in fase con le tensioni applicate. Pertanto, la corrente non è al suo valore massimo quando la tensione passa attraverso il valore zero.
Velocità di salita della tensione di riacceso (RRRV)
È definita come il rapporto tra il valore massimo della tensione di riacceso e il tempo impiegato per raggiungere il valore massimo. È uno dei parametri più importanti, poiché se la velocità con cui si sviluppa la resistenza dielettrica tra i contatti è maggiore della RRRV, l'arco verrà estinto.
