Hoëspanningssirkelbreekker

Boogspanning in Gasvlokkers

In gasvlokkers is die boogspanning 'n kritieke parameter wat die onderbrekingproses en die algehele prestasie van die vlokker beïnvloed. Die boogspanning kan van 'n paar honderd volt tot verskeie kilovolte varieer, afhangende van verskeie faktore. Hieronder volg 'n gedetailleerde verduideliking van die sleutelfaktore wat die boogspanning beïnvloed:

1. Booglengte

• Prinsipe: Die spanningsval oor die boog is direk eweredig aan die lengte van die boog. Wanneer die booglengte toeneem, neem die spanning wat benodig word om die boog te handhaaf ook toe.

• Verduideliking: Wanneer die kontakte in 'n gasvlokker van mekaar beweeg, vorm 'n boog tussen hulle. Die booglengte kan baie langer wees as die oorspronklike kontakafstand as gevolg van die beweging van die boog (boogrek) wat deur magneetvelde of gasvloei beïnvloed word. Hoe langer die boog, hoe hoër die spanningsval oor dit, wat dit makliker maak om die boog uit te doof omdat meer energie nodig is om dit te handhaaf.

2. Tipe Gas

• Prinsipe: Die boogspanning hang af van die fisiese eienskappe van die omringende gasmedium, soos sy druk, temperatuur, en ionisasietoestand.

• Verduideliking: Verskillende gase het verskillende dielektriese sterktes en termiese geleidbaarhede, wat beïnvloed hoe maklik die boog gehandhaaf kan word. Byvoorbeeld, sulpur heksafluoride (SF₆) word algemeen in hoëspanningsvlokkers gebruik as gevolg van sy uitsonderlike isolerende eienskappe en die vermoë om vinnig na-ioniseer nadat die stroom nul oorskry. Gase met hoër dielektriese sterkte vereis hoër spannings om die boog te handhaaf, wat bydra tot die uitskakeling van die boog.

3. Kontakmateriaal

• Prinsipe: Die materiaal van die boogkontakte het 'n min invloed op die boogspanning, primêr die spanningsval in die anode- en katodegebiede beïnvloedend.

• Verduideliking: Die hoof spanningsval in 'n gasse boog vind plaas oor die boogself, nie by die kontakvlakke nie. Die kontakmateriaal kan egter die plaaslike spanningsval naby die anode en katode beïnvloed, bekend as die katode- en anodeval. Materiale met laer arbeidsfunksies (bv. koper, silwer) het tipies laer katodevalle, maar hierdie effek is relatief klein in vergelyking met die algehele boogspanning. Dus het die keuse van kontakmateriaal 'n marginaal impak op die totale boogspanning.

4. Koeling van die Boog

• Prinsipe: Die interne krag van die boog is die produk van die stroom en die boogspanning. As die boog meer hitte verloor as gevolg van koeling, sal dit sy krag verhoog deur die boogspanning te verhoog.

• Verduideliking: Koeling van die boog kan plaasvind deur geleiding, konveksie, en straling. In gasvlokkers help gasvloei (vaak veroorsaak deur blazer-meganismes of magneetblouspoels) om die boog te koel en sy temperatuur te verminder. Wanneer die boog koel, word dit minder geleidend, wat lei tot 'n verhoging in die boogspanning. Hierdie verhoogde spanning maak dit moeiliker vir die boog om self te handhaaf, wat bydra tot sy uitskakeling.

5. Stroom Deur die Boog

• Prinsipe: Gasse booge vertoon 'n negatiewe volt-ampère-eienskap, wat beteken dat die boogspanning toeneem as die stroom verminder en omgekeerd.

• Verduideliking: Wanneer die stroom nader tot nul kom tydens die stroomnul-kruising, neig die boogspanning om skerp te styg. Dit is omdat die boog minder stabiel word by lae strome, en die verminderde aantal laaddragers lei tot 'n hoër weerstand, wat 'n hoër spanningsval veroorsaak. Omgekeerd, by hoër strome is die boog meer stabiel, en die spanningsval is laer. Hierdie gedrag is belangrik om te verstaan hoe die boog gedra naby stroomnul, waar suksesvolle onderbreking krities is.

6. Willekeurige Uitskieter en Ineenstorting van die Boogspanning Naby Stroomnul

• Prinsipe: Naby die stroomnul-kruising vertoon die boogspanning willekeurige uitskieter en instorting, wat krities is vir die uitskakeling van die boog.

• Verduideliking: Wanneer die stroom nader tot nul kom, word die boog steeds onstabieler. Die boogspanning kan willekeurig fluktureer as gevolg van die vinnige veranderinge in die fysiske toestand van die boog, soos die digtheid van gelaaide deeltjies en die temperatuur. Hierdie fluktuasies kan lei tot 'n plotselinge piek in die boogspanning, wat lei tot 'n instorting van die boog. As die boogspanning voldoende styg, kan dit die herstelspanning van die stelsel oorskry, wat lei tot die uitskakeling van die boog. Hierdie verskynsel is krities om te verseker dat die boog suksesvol onderbreek word by stroomnul.

Opsomming

Die boogspanning in gasvlokkers word beïnvloed deur verskeie faktore, insluitend die booglengte, die tipe gas, die kontakmateriaal, koelingeffecte, en die stroom deur die boog. Die boogspanning speel 'n belangrike rol in die onderbrekingproses, veral naby stroomnul, waar willekeurige uitskieter en instorting kan bepaal of die boog suksesvol uitgedoen word. Die begrip van hierdie faktore is noodsaaklik vir die ontwerp en bedryf van doeltreffende en betroubare gasvlokkers.