Τι είναι ο αποσβεστήρας τόξου;

Όταν τα επαφές που φέρουν ρεύμα σε έναν ανατροχό διασπούνται, δημιουργείται ένας τόξος που συνεχίζει να υπάρχει μετά τη διασπορά των επαφών. Αυτός ο τόξος είναι επικίνδυνος λόγω της θερμητικής ενέργειας που παράγει, η οποία μπορεί να παράγει εκρηκτικές δυνάμεις.

Ένας ανατροχός πρέπει να εξαλείψει τον τόξο χωρίς να βλάψει την εξοπλισμό ή να κινδυνεύσει το προσωπικό. Ο τόξος επηρεάζει σημαντικά την απόδοση του ανατροχού. Η διακοπή ενός τόξου DC είναι ουσιαστικά πιο περίπλοκη από τη διακοπή ενός τόξου AC. Σε έναν τόξο AC, το ρεύμα φθάνει φυσικά σε μηδέν κατά τη διάρκεια κάθε κύκλου κύματος, προκαλώντας τον τόξο να εξαφανίζεται προσωρινά. Αυτή η διαστροφή στο μηδέν δημιουργεί μια ευκαιρία για να εμποδιστεί η επαναφόρτωση του τόξου, εκμεταλλευόμενη την πρόσβροχη διάρκεια απουσίας ρεύματος για την αποιονίωση του χάσματος και την αποτροπή της επαναφόρτωσης.

Η συνεκτικότητα ενός τόξου είναι ανάλογη με την πυκνότητα ηλεκτρονίων (ιόντων ανά κυβικό σεντιμέτρο), το τετράγωνο του διαμέτρου του τόξου και τον αντίστροφο του μήκους του τόξου. Για την εξαφάνιση του τόξου, είναι απαραίτητο να μειωθεί η πυκνότητα ελεύθερων ηλεκτρονίων (ιονισμός), να μειωθεί ο διάμετρος του τόξου και να αυξηθεί το μήκος του τόξου.

Μέθοδοι Εξαφάνισης Τόξου

Υπάρχουν δύο βασικές μέθοδοι εξαφάνισης τόξου σε ανατροχούς:

Μέθοδος Υψηλής Αντίστασης

• Αρχή: Η αποτελεσματική αντίσταση του τόξου αυξάνεται με την πάροδο του χρόνου, μειώνοντας το ρεύμα σε επίπεδο που η θερμοπαραγωγή δεν μπορεί πλέον να διατηρήσει τον τόξο, οδηγώντας στην εξαφάνισή του.

• Διάσπαση Ενέργειας: Λόγω της αντιστατικής φύσης του τόξου, η πλειοψηφία της ενέργειας του συστήματος διασπάται μέσα στον ανατροχό, μια σημαντική αδυναμία.

• Τεχνικές Αύξησης της Αντίστασης του Τόξου:

• Ψύξη: Μειώνει την κινητικότητα των ιόντων και την πυκνότητα των ηλεκτρονίων.

• Παράταση Τόξου: Η διασπορά των επαφών αυξάνει το μήκος της διαδρομής, αυξάνοντας την αντίσταση.

• Μείωση Τομέα Κοπής: Η στένωση του διαμέτρου του τόξου μειώνει τη συνεκτικότητα.

• Διαίρεση Τόξου: Η διαίρεση του τόξου σε μικρότερα τμήματα (π.χ., μέσω μεταλλικών πλέγματων ή σφεναριών) αυξάνει την συνολική αντίσταση.

Μέθοδος Χαμηλής Αντίστασης (Διακοπή Ρεύματος σε Μηδέν)

• Εφαρμοσιμότητα: Αποκλειστικά για κύκλους AC, εκμεταλλευόμενη τις φυσικές διαστροφές σε μηδέν (100 φορές ανά δευτερόλεπτο για συστήματα 50 Hz).

• Mηχανισμός:

• Η αντίσταση του τόξου διατηρείται σε χαμηλά επίπεδα μέχρι το ρεύμα να φθάσει σε μηδέν.

• Στη διαστροφή σε μηδέν, ο τόξος εξαφανίζεται φυσικά. Η διηλεκτρική αντοχή αποκαθιστάται γρήγορα στις επαφές για να εμποδίσει την επαναφόρτωση, εκμεταλλευόμενη την πρόσβροχη απουσία ρεύματος για την αποιονίωση του χάσματος.

• Πλεονέκτημα: Μειώνει τη διάσπαση ενέργειας μέσα στον ανατροχό, εκμεταλλευόμενη τα φυσικά σημεία μηδενικού του κύματος AC, καθιστώντας την μέθοδο εξαιρετικά αποτελεσματική για τη διακοπή του τόξου.