전기 아크 차단 이론이란 무엇인가?

전류 차단 이론이란?

전류 차단 이론의 정의

전류 차단 이론은 회로 접점이 열릴 때 발생하는 전기 아크를 중지하는 과정으로 정의됩니다.

전류 차단 방법

주요 방법은 두 가지가 있습니다. 저전류에서 저항을 증가시키는 고저항 방법과 교류 전류의 자연적인 제로 포인트를 사용하는 저저항 방법입니다.

재발생 전압

재발생 전압은 아크가 소멸되는 순간 브레이커 접점 사이의 전압입니다.

에너지 균형 이론

회로 차단기가 열릴 때 재발생 전압은 0이므로 열이 생성되지 않습니다. 완전히 열렸을 때 저항은 무한대로, 다시 열이 생성되지 않습니다. 따라서 최대 열은 이들 점 사이에서 생성됩니다. 에너지 균형 이론은 접점 사이의 열 방출이 열 생성보다 빠르면 아크는 냉각, 연장, 분할을 통해 소멸될 수 있다고 합니다.

전압 경쟁 이론

아크는 회로 차단기 접점 사이의 간극에서 이온화 때문에 발생합니다. 따라서 초기 단계에서는 저항이 매우 작습니다. 즉, 접점이 닫혀 있는 경우이며, 접점이 분리되면 저항이 증가하기 시작합니다. 만약 초기 단계에서 이온을 중성 분자로 재결합하거나 절연체를 이온화 속도보다 빠른 속도로 삽입하면 아크를 중단할 수 있습니다. 이온화는 재발생 전압이라고 알려진 전압에 따라 영향을 받습니다.

재발생 전압에 대한 표현을 정의해 보겠습니다. 손실이 없는 이상적인 시스템에서는,

여기서, v = 재발생 전압.

V = 중단 순간의 전압 값.

L과 C는 고장 지점까지의 직렬 인덕터와 병렬 커패시턴스입니다.

따라서 위 식에서 L과 C의 곱의 값이 낮을수록 재발생 전압의 값이 높음을 알 수 있습니다.

v 대 시간의 변화는 아래에 그려져 있습니다:

이제 실제 시스템을 고려해 보겠습니다. 또는 시스템에 유한한 손실이 있다고 가정하겠습니다. 아래 도표에서 보이는 것처럼, 이 경우 유한한 저항의 존재로 인해 재발생 전압이 감쇠됩니다. 여기서는 전류가 전압보다 90도의 각도로 지연된다고 가정합니다. 그러나 실제 상황에서는 주기 내에서 고장이 발생한 시점에 따라 각도가 달라질 수 있습니다.

아크 전압의 효과를 고려해 보겠습니다. 아크 전압이 시스템에 포함되면 재발생 전압이 증가합니다. 그러나 이것은 아크 전압이 전류 흐름을 방해하고 전류의 위상 변화를 일으켜 적용 전압과 더 동위하게 만드는 다른 효과로 상쇄됩니다. 따라서 전압이 0값을 통과할 때 전류는 최대값이 아닙니다.

재발생 전압 상승률 (RRRV)

이는 피크 값의 재발생 전압과 피크 값에 도달하는 데 걸리는 시간의 비율로 정의됩니다. 접점 사이에서 유전 강도가 발전되는 속도가 RRRV보다 빠르다면 아크가 소멸되므로 가장 중요한 매개변수 중 하나입니다.