Què és un interruptor de circuit amb extinció d'arc?

Quan els contactes portadors de corrent d'un interruptor automàtic es separin, es forma un arc que persisteix breument després de la separació dels contactes. Aquest arc és perillos per la calor que genera, la qual pot produir forces explosives.

L'interruptor automàtic ha d'extingir l'arc sense enderrocar l'equipament ni posar en perill el personal. L'arc influeix significativament al rendiment de l'interruptor. Interrumpir un arc CC és inherentment més complicat que un arc CA. En un arc CA, la corrent arriba naturalment a zero durant cada cicle de l'ona, fent que l'arc desaparegui momentàniament. Aquesta creu de zero crea una oportunitat per prevenir la reacció de l'arc, utilitzant el breu interval d'absència de corrent per desionitzar la brecha i inhibir la re-ignició.

La conductància d'un arc és proporcional a la densitat d'electrons (ions per centímetre cúbic), al quadrat del diàmetre de l'arc i a l'invers de la longitud de l'arc. Per a l'extinció de l'arc, és essencial reduir la densitat d'electrons lliures (ionització), reduir el diàmetre de l'arc i augmentar la seva longitud.

Mètodes d'Extinció de l'Arc

Hi ha dos mètodes principals per a l'extinció de l'arc en interruptors automàtics:

Mètode d'Alta Resistència

• Principi: La resistència efectiva de l'arc s'augmenta amb el temps, reduint la corrent a un nivell on la generació de calor ja no pot mantenir l'arc, conduint a la seva extinció.

• Dissipació d'Energia: Degut a la naturalesa resistiva de l'arc, la major part de l'energia del sistema es dissipa dins de l'interruptor automàtic, un inconvenient significatiu.

• Tècniques per Augmentar la Resistència de l'Arc:

• Refredament: Redueix la mobilitat dels ions i la densitat d'electrons.

• Allargament de l'Arc: Separar els contactes augmenta la longitud del camí, elevant la resistència.

• Reducció de la Secció Transversal: Estreitar el diàmetre de l'arc disminueix la conductància.

• Divisió de l'Arc: Dividir l'arc en segments més petits (per exemple, mitjançant grilles metàl·liques o canals) augmenta la resistència total.

Mètode de Baixa Resistència (Interrupció de Corrent Zero)

• Apllicabilitat: Exclusiu per a circuits CA, utilitzant les creus de zero natural de la corrent (100 vegades per segon per a sistemes de 50 Hz).

• Mecanisme:

• La resistència de l'arc es manté a nivells baixos fins que la corrent arriba a zero.

• A la creu de zero, l'arc s'extingeix naturalment. La resistència dielèctrica es restaure ràpidament entre els contactes per prevenir la reacció, utilitzant la breu absència de corrent per desionitzar la brecha.

• Avantatge: Minimitza la dissipació d'energia dins de l'interruptor utilitzant els punts zero inherents a l'ona CA, fent-lo altament eficient per a l'interrupció de l'arc.