Pemutus Litar Tegangan Tinggi
Tegangan Lengkung dalam Pemutus Litar Gas
Dalam pemutus litar gas, tegangan lengkung adalah parameter penting yang mempengaruhi proses penghentian dan prestasi keseluruhan pemutus. Tegangan lengkung boleh berkisar dari beberapa ratus volt hingga beberapa kilovolt, bergantung pada pelbagai faktor. Di bawah ini adalah penjelasan terperinci mengenai faktor-faktor utama yang mempengaruhi tegangan lengkung:
1. Panjang Lengkung
Prinsip: Jatuh tegangan melintasi lengkung berbanding lurus dengan panjang lengkung. Semakin panjang lengkung, semakin tinggi tegangan yang diperlukan untuk mengekalkan lengkung.
Penjelasan: Apabila kontak dalam pemutus litar gas berpisah, lengkung terbentuk di antara mereka. Panjang lengkung boleh jauh lebih panjang daripada jurang kontak awal kerana pergerakan lengkung (pemanjangan lengkung) yang dipengaruhi oleh medan magnet atau aliran gas. Semakin panjang lengkung, semakin tinggi jatuh tegangan di sepanjang lengkung, menjadikannya lebih mudah untuk memadamkan lengkung kerana lebih banyak tenaga diperlukan untuk mengekalkannya.
2. Jenis Gas
Prinsip: Tegangan lengkung bergantung pada sifat fizikal medium gas sekitarnya, seperti tekanan, suhu, dan keadaan ionisasinya.
Penjelasan: Gas-gas yang berbeza mempunyai kekuatan dielektrik dan konduktiviti termal yang berbeza, yang mempengaruhi sejauh mana lengkung boleh ditgekalkan. Sebagai contoh, heksafluorida sulfur (SF₆) sering digunakan dalam pemutus litar voltan tinggi kerana sifat isolasi yang baik dan kemampuannya untuk mendehidronisasi dengan cepat setelah arus melewati sifar. Gas dengan kekuatan dielektrik yang lebih tinggi memerlukan tegangan yang lebih tinggi untuk mengekalkan lengkung, yang membantu dalam pemadaman lengkung.
3. Bahan Kontak
Prinsip: Bahan kontak lengkung mempunyai pengaruh minor terhadap tegangan lengkung, secara utama mempengaruhi jatuh tegangan di kawasan anod dan katod.
Penjelasan: Jatuh tegangan utama dalam lengkung gas berlaku di sepanjang badan lengkung itu sendiri, bukan di permukaan kontak. Namun, bahan kontak boleh mempengaruhi jatuh tegangan tempatan di dekat anod dan katod, yang dikenali sebagai jatuh anod dan katod. Bahan dengan fungsi kerja yang lebih rendah (misalnya, tembaga, perak) cenderung memiliki jatuh katod yang lebih rendah, tetapi efek ini relatif kecil dibandingkan dengan tegangan lengkung keseluruhan. Oleh itu, pilihan bahan kontak mempunyai impak marginal terhadap tegangan lengkung total.
4. Pendinginan Lengkung
Prinsip: Kuasa dalaman lengkung adalah hasil daripada arus dan tegangan lengkung. Jika lengkung kehilangan lebih banyak haba akibat pendinginan, ia akan meningkatkan kuasanya dengan meningkatkan tegangan lengkung.
Penjelasan: Pendinginan lengkung boleh berlaku melalui konduksi, konveksi, dan radiasi. Dalam pemutus litar gas, aliran gas (sering disebabkan oleh mekanisme puffer atau kumparan blowout magnetik) membantu mendinginkan lengkung dan mengurangi suhunya. Ketika lengkung mendingin, ia menjadi kurang konduktif, menyebabkan peningkatan tegangan lengkung. Kenaikan tegangan ini membuat lebih sukar bagi lengkung untuk mengekalkan diri, membantu dalam pemadamannya.
5. Arus Melalui Lengkung
Prinsip: Lengkung gas menunjukkan ciri volt-ampere negatif, bermaksud bahwa tegangan lengkung meningkat apabila arus menurun dan sebaliknya.
Penjelasan: Apabila arus mendekati sifar semasa penyeberangan arus sifar, tegangan lengkung cenderung naik tajam. Ini kerana lengkung menjadi kurang stabil pada arus rendah, dan jumlah pembawa muatan yang berkurang menyebabkan rintangan yang lebih tinggi, menghasilkan jatuh tegangan yang lebih tinggi. Sebaliknya, pada arus yang lebih tinggi, lengkung lebih stabil, dan jatuh tegangan lebih rendah. Perilaku ini penting untuk memahami bagaimana lengkung bertindak dekat arus sifar, di mana penghentian yang berjaya adalah kritikal.
6. Ekskursi dan Runtuh Tegangan Lengkung Secara Rawak Dekat Arus Sifar
Prinsip: Dekat penyeberangan arus sifar, tegangan lengkung menunjukkan ekskursi dan runtuh secara rawak, yang penting untuk pemadaman lengkung.
Penjelasan: Apabila arus mendekati sifar, lengkung menjadi semakin tidak stabil. Tegangan lengkung mungkin berfluktuasi secara rawak disebabkan perubahan fizikal cepat dalam keadaan lengkung, seperti ketumpatan partikel bermuatan dan suhu. Fluktuasi ini boleh menyebabkan tegangan lengkung melonjak tiba-tiba, menyebabkan runtuh lengkung. Jika tegangan lengkung meningkat cukup, ia boleh melebihi voltan pemulihan sistem, menyebabkan lengkung padam. Fenomena ini penting untuk memastikan lengkung berjaya dihentikan pada arus sifar.
Kesimpulan
Tegangan lengkung dalam pemutus litar gas dipengaruhi oleh beberapa faktor, termasuk panjang lengkung, jenis gas, bahan kontak, efek pendinginan, dan arus melalui lengkung. Tegangan lengkung memainkan peranan penting dalam proses penghentian, terutama dekat arus sifar, di mana ekskursi dan runtuh secara rawak boleh menentukan sama ada lengkung berhasil dipadam. Memahami faktor-faktor ini penting untuk merancang dan mengoperasikan pemutus litar gas yang efisien dan dapat diandalkan.
