Co to jest teoria przerwania łuku?

Co to jest teoria przerwania łuku elektrycznego?

Definicja teorii przerwania łuku elektrycznego

Teoria przerwania łuku elektrycznego definiuje proces zatrzymywania łuków elektrycznych, które występują, gdy kontakty obwodu są otwierane.

Metody przerwania łuku elektrycznego

Istnieją dwie główne metody: metoda o wysokim oporze, która zwiększa opór do zerowego prądu, oraz metoda o niskim oporze, która wykorzystuje naturalny punkt zerowy prądu przemiennego.

Napęd ponownego zapłonu

Napęd ponownego zapłonu to napięcie między kontaktami wyłącznika w momencie, gdy łuk elektryczny jest gaszony.

Teoria bilansu energii

Gdy kontakty wyłącznika obwodowego są gotowe do otwarcia, napęd ponownego zapłonu wynosi zero, więc nie generowane jest ciepło. Gdy są całkowicie otwarte, opór jest nieskończony, co również nie powoduje generowania ciepła. Zatem maksymalne ciepło generowane jest między tymi punktami. Teoria bilansu energii mówi, że jeśli rozpraszanie ciepła między kontaktami jest szybsze niż jego generowanie, łuk można zgaszyć przez ochłodzenie, wydłużenie i podział łuku.

Teoria wyścigu napięcia

Łuk spowodowany jest jonizacją luki między kontaktami wyłącznika obwodowego. W związku z tym opór na etapie początkowym jest bardzo mały, czyli kiedy kontakty są zamknięte, a po ich rozdzieleniu opór zaczyna się zwiększać. Jeżeli usuniemy jony na etapie początkowym poprzez ich rekombinację w neutralne cząsteczki lub wprowadzenie izolacji w tempie szybszym niż tempo jonizacji, łuk może być przerwany. Jonizacja przy zerowym prądzie zależy od napięcia znanego jako napęd ponownego zapłonu.

Określmy wyrażenie dla napędu ponownego zapłonu. Dla systemu bez strat lub idealnego mamy,

Tutaj, v = napęd ponownego zapłonu.

V = wartość napięcia w chwili przerwania.

L i C to szeregowe cewki i pojemności boczne do punktu awarii.

Z powyższego równania możemy zobaczyć, że im mniejsza wartość iloczynu L i C, tym większa wartość napędu ponownego zapłonu.

Wariacja v w zależności od czasu jest przedstawiona poniżej:

Rozważmy teraz praktyczny system, lub załóżmy, że istnieją skończone straty w systemie. Jak pokazano na rysunku poniżej, w tym przypadku napęd ponownego zapłonu jest tłumiony ze względu na obecność pewnego skończonego oporu. Zakładamy, że prąd opóźnia się względem napięcia o kąt (mierzony w stopniach) 90. Jednak w praktyce kąt może się różnić w zależności od momentu cyklu, w którym wystąpiła awaria.

Rozważmy wpływ napięcia łuku, jeżeli napięcie łuku jest uwzględnione w systemie, następuje wzrost napędu ponownego zapłonu. Jednak ten efekt jest kompensowany przez inny efekt napięcia łuku, który przeciwstawia się przepływowi prądu i zmienia fazę prądu, przynosząc go bardziej w fazę z zastosowanymi napięciami. W związku z tym prąd nie osiąga wartości maksymalnej, gdy napięcie przechodzi przez wartość zerową.

Szybkość wzrostu napędu ponownego zapłonu (RRRV)

Definiuje się ją jako stosunek wartości maksymalnej napędu ponownego zapłonu do czasu potrzebnego do osiągnięcia wartości maksymalnej. Jest to jeden z najważniejszych parametrów, ponieważ jeśli szybkość, z jaką rozwija się siła dielektryczna między kontaktami, jest większa niż RRRV, łuk zostanie zgaszony.