ทฤษฎีการตัดวงจรไฟฟ้า

ทฤษฎีการตัดวงจรอาร์กคืออะไร?

คำนิยามของทฤษฎีการตัดวงจรอาร์ก

ทฤษฎีการตัดวงจรอาร์กถูกกำหนดให้เป็นกระบวนการในการหยุดวงจรอาร์กที่เกิดขึ้นเมื่อตัวต่อวงจรเปิด

วิธีการตัดวงจรอาร์ก

มีสองวิธีหลัก: วิธีความต้านทานสูง ซึ่งเพิ่มความต้านทานจนถึงกระแสศูนย์ และวิธีความต้านทานต่ำ ซึ่งใช้จุดศูนย์กลางตามธรรมชาติของกระแสไฟฟ้าสลับ

แรงดันไฟฟ้าที่ทำให้วงจรอาร์กกลับมาทำงานใหม่

แรงดันไฟฟ้าที่ทำให้วงจรอาร์กกลับมาทำงานใหม่คือแรงดันระหว่างตัวต่อวงจรเบรกเกอร์ในขณะที่วงจรอาร์กถูกปิด

ทฤษฎีสมดุลพลังงาน

เมื่อตัวต่อวงจรเบรกเกอร์กำลังจะเปิด แรงดันไฟฟ้าที่ทำให้วงจรอาร์กกลับมาทำงานใหม่จะเท่ากับศูนย์ ดังนั้นไม่มีความร้อนที่ถูกสร้างขึ้น เมื่อเปิดเต็มที่ ความต้านทานจะเป็นอนันต์ ซึ่งไม่ได้สร้างความร้อนเช่นกัน ดังนั้น ความร้อนสูงสุดที่ถูกสร้างขึ้นอยู่ระหว่างจุดเหล่านี้ ทฤษฎีสมดุลพลังงานระบุว่า ถ้าการกระจายความร้อนระหว่างตัวต่อวงจรเร็วกว่าการสร้างความร้อน วงจรอาร์กสามารถถูกปิดโดยการทำให้เย็นลง การยืดขยาย และการแยกวงจรอาร์ก

ทฤษฎีการแข่งขันแรงดัน

วงจรอาร์กเกิดจากการไอออนของช่องว่างระหว่างตัวต่อวงจรเบรกเกอร์ ดังนั้น ความต้านทานในระยะเริ่มต้นจะเล็กมาก คือ เมื่อตัวต่อวงจรปิด และเมื่อตัวต่อวงจรแยกออกจากกัน ความต้านทานจะเริ่มเพิ่มขึ้น ถ้าเราเอาไอออนออกในระยะเริ่มต้น โดยการรวมกลับเป็นโมเลกุลที่เป็นกลางหรือแทรกฉนวนในอัตราที่เร็วกว่าอัตราการไอออน วงจรอาร์กสามารถถูกตัดได้ ความไอออนที่กระแสศูนย์ขึ้นอยู่กับแรงดันที่เรียกว่าแรงดันไฟฟ้าที่ทำให้วงจรอาร์กกลับมาทำงานใหม่

ขอให้กำหนดสูตรสำหรับแรงดันไฟฟ้าที่ทำให้วงจรอาร์กกลับมาทำงานใหม่ สำหรับระบบไร้การสูญเสียหรือระบบแบบอุดมคติ เราจะได้

ที่นี่ v = แรงดันไฟฟ้าที่ทำให้วงจรอาร์กกลับมาทำงานใหม่

V = ค่าแรงดันไฟฟ้าในขณะที่วงจรถูกตัด

L และ C คืออิน덕เตอร์อนุกรมและคาปาซิแตนซ์ขนานจนถึงจุดผิดปกติ

ดังนั้น จากสมการดังกล่าว เราสามารถเห็นว่า ค่าผลคูณของ L และ C น้อยลง ค่าแรงดันไฟฟ้าที่ทำให้วงจรอาร์กกลับมาทำงานใหม่จะสูงขึ้น

การเปลี่ยนแปลงของ v ตามเวลาถูกพล็อตดังนี้:

ตอนนี้ขอพิจารณาระบบปฏิบัติการ หรือสมมติว่ามีการสูญเสียจำกัดในระบบ ตามภาพด้านล่าง ในกรณีนี้ แรงดันไฟฟ้าที่ทำให้วงจรอาร์กกลับมาทำงานใหม่จะถูกลดลงเนื่องจากมีความต้านทานจำกัด ที่นี่ถือว่า กระแสไฟฟ้าล่าช้ากว่าแรงดันไฟฟ้าด้วยมุม (วัดเป็นองศา) 90 อย่างไรก็ตาม ในสถานการณ์จริง มุมอาจแตกต่างกันขึ้นอยู่กับเวลาในวงจรที่เกิดข้อผิดพลาด

ขอพิจารณาผลกระทบของแรงดันไฟฟ้าอาร์ก ถ้าแรงดันไฟฟ้าอาร์กถูกเพิ่มเข้าในระบบ จะมีการเพิ่มขึ้นของแรงดันไฟฟ้าที่ทำให้วงจรอาร์กกลับมาทำงานใหม่ อย่างไรก็ตาม ผลกระทบนี้ถูกชดเชยโดยผลกระทบอื่นของแรงดันไฟฟ้าอาร์ก ซึ่งต้านทานการไหลของกระแสและทำให้เฟสของกระแสเปลี่ยนแปลง ทำให้กระแสอยู่ในเฟสที่ใกล้เคียงกับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งาน ดังนั้น กระแสไม่ได้มีค่าสูงสุดเมื่อแรงดันไฟฟ้าผ่านค่าศูนย์

อัตราการเพิ่มขึ้นของแรงดันไฟฟ้าที่ทำให้วงจรอาร์กกลับมาทำงานใหม่ (RRRV)

นิยามว่าเป็นอัตราส่วนของค่าสูงสุดของแรงดันไฟฟ้าที่ทำให้วงจรอาร์กกลับมาทำงานใหม่ต่อเวลาที่ใช้ในการไปถึงค่าสูงสุด นี่คือหนึ่งในพารามิเตอร์ที่สำคัญที่สุด เพราะหากอัตราที่ความแข็งแกร่งของสารฉนวนที่พัฒนาขึ้นระหว่างตัวต่อวงจรใหญ่กว่า RRRV วงจรอาร์กจะถูกปิด