Какво е изключвател с угасяване на дъга?

Когато контактите, носещи ток, на автомат за защита се разделят, се образува дъга, която продължава да съществува за кратко време след разделението на контактите. Тази дъга е опасна поради генерираната от нея топлинна енергия, която може да произведе взривни сили.

Автоматът за защита трябва да изгаси дъгата, без да повреди оборудването или да поставя персонала в опасност. Дъгата значително влияе на производителността на автомат. Прекъсването на DC дъга е по-трудно от прекъсването на AC дъга. В AC дъга, токът естествено достига нула при всеки цикъл на вълната, което причинява дъгата да изчезне за миг. Това преминаване през нула създава възможност за предотвратяване на повторно запалване на дъгата, като се използва краткият интервал на липса на ток, за да деионизира пробоя и да попречи на повторно запалване.

Проводимостта на дъгата е пропорционална на плътността на електроните (иони на кубичен сантиметър), квадрата на диаметъра на дъгата и обратнопропорционална на дължината на дъгата. За изгасване на дъгата е необходимо да се намали плътността на свободните електрони (ионизация), да се съкрати диаметърът на дъгата и да се увеличи дължината на дъгата.

Методи за изгасване на дъга

Има два основни метода за изгасване на дъга в автоматите за защита:

Метод с високо съпротивление

• Принцип: Ефективното съпротивление на дъгата се увеличава с времето, намалявайки тока до ниво, при което генерираната топлина вече не може да поддържа дъгата, водейки до изгасването ѝ.

• Разсейване на енергия: Поради резистивния характер на дъгата, повечето системна енергия се разсейва в автомата за защита, което е значителен недостатък.

• Техники за увеличаване на съпротивлението на дъгата:

• Охлаждане: Намалява подвижността на ионите и плътността на електроните.

• Удължаване на дъгата: Разделението на контактите увеличава пътя, повишавайки съпротивлението.

• Намаляване на сечението: Осакаляването на диаметъра на дъгата намалява проводимостта.

• Разделяне на дъгата: Разделянето на дъгата на по-малки сегменти (например чрез метални решетки или желоби) увеличава общото съпротивление.

Метод с ниско съпротивление (прекъсване на тока при нула)

• Приложимост: Специфично за AC вериги, използващи естествените нулеви преминавания (100 пъти в секунда за системи с 50 Hz).

• Механизъм:

• Съпротивлението на дъгата се поддържа на ниско ниво, докато токът достигне нула.

• При нулевото преминаване, дъгата изгасва естествено. Диелектричната устойчивост бързо се възстановява между контактите, за да се предотврати повторно запалване, използвайки краткия интервал на липса на ток, за да деионизира пробоя.

• Преимущество: Минимизира разсейването на енергия в автомата, използвайки естествените нулеви точки на AC вълната, което го прави много ефективен за прекъсване на дъгата.