Co je vypínací přerušovač s uhašením oblouku?

Když se nesoučtové kontakty spínače vypínají, vytváří se oblouk, který krátce trvá i po oddělení kontaktů. Tento oblouk je nebezpečný kvůli teplu, které generuje, což může způsobit explozivní síly.

Spínač musí uhasit oblouk bez poškození zařízení nebo ohrožení osob. Oblouk výrazně ovlivňuje výkon spínače. Přerušení střídavého oblouku je v podstatě složitější než přerušení stejnosměrného oblouku. U střídavého oblouku dochází během každého kmitočtu přirozeně k nulovému průchodu, čímž dočasně mizí oblouk. Tento nulový průchod poskytuje možnost zabránit znovuvznícení oblouku, využíváním krátkého intervalu neproudění k deionizaci mezer a potlačení znovuvznícení.

Vodičnost oblouku je úměrná hustotě elektronů (iontů na centimetr krychle), druhé mocnině průměru oblouku a inverzi délky oblouku. Pro uhašení oblouku je zásadní snížit hustotu volných elektronů (ionizaci), zmenšit průměr oblouku a zvýšit jeho délku.

Metody uhašení oblouku

Existují dvě hlavní metody uhašení oblouku ve spínačích:

Metoda s vysokým odporom

• Princip: Efektivní odpor oblouku se postupně zvyšuje, snižuje se proud do hladiny, kde tepelné vyzařování již nemůže udržet oblouk, což vedne k jeho uhašení.

• Dissipace energie: V důsledku odporné povahy oblouku je většina energie systému disipována uvnitř spínače, což je významná nevýhoda.

• Techniky pro zvýšení odporu oblouku:

• Zchladění: Snížení pohyblivosti iontů a hustoty elektronů.

• Zdélňování oblouku: Oddělení kontaktů zvyšuje délku cesty, což zvyšuje odpor.

• Snížení průřezu: Zúžení průměru oblouku snižuje vodičnost.

• Rozdělení oblouku: Rozdělení oblouku na menší segmenty (např. pomocí kovových mříží nebo štol) zvyšuje celkový odpor.

Metoda s nízkým odporem (přerušení při nulovém proudu)

• Aplikovatelnost: Pouze pro střídavé obvody, využívající přirozené nulové průchody (100krát za sekundu pro systémy 50 Hz).

• Mechanismus:

• Odpornost oblouku se udržuje na nízké úrovni, dokud proud nedosáhne nuly.

• Při nulovém průchodu oblouk přirozeně uhasne. Dielektrická síla rychle obnoví svou hodnotu napříč kontakty, aby se zabránilo opětovnému vznícení, využíváním krátkého intervalu neproudění k deionizaci mezery.

• Výhoda: Minimalizuje disipaci energie uvnitř spínače využitím vlastních nulových bodů střídavého proudu, což ho činí velmi efektivním pro přerušení oblouku.