Amikor egy átkötő érintkezői elválaszódnak, egy ív alakul ki, amely rövid ideig fennmarad az érintkezők szétválasztása után. Ez az ív veszélyes, mert a generált hőenergia robbanási erőket okozhat.
Az átkötőnek kikapcsolnia kell az ívet anélkül, hogy károsítaná az eszközöket vagy fenyegetné a személyzetet. Az ív jelentősen befolyásolja az átkötő teljesítményét. Egy DC ív megszakítása természetesen nehezebb, mint egy AC ív. Az AC ív esetén az áram minden hullámformában természetesen nullát ér, ami rövid ideig eltűnteti az ívet. Ez a nullaátmenet lehetőséget ad arra, hogy megelőzze az ív újraszületését, kihasználva az áram hiányos pillanatát a résszel történő deionizálásra és az újraszületés megakadályozására.
Egy ív vezetőképessége arányos az elektron sűrűséggel (ion/cm³), az ív átmérőjének négyzetével és az ív hosszának inverzével. Az ív kikapcsolásához alapvetően csökkenteni kell a szabad elektronok sűrűségét (ionizáció), minimalizálni az ív átmérőjét, és növelni az ív hosszát.
Ív kikapcsolási módszerek
Két fő módszer létezik az ív kikapcsolására az átkötőkben:
Magas ellenállású módszer
Elv: Az ív hatásos ellenállása idővel növekszik, enyhítve az áramot olyan szintre, ahol a generált hő már nem tudja fenntartani az ívet, ami végül annak kikapcsolódását eredményezi.
Energia diszperzió: Mivel az ív rezisztív jellegű, a rendszer legnagyobb részét a circuit breakerben diszperziálja, ami jelentős hátrányt jelent.
Teknikák az ív ellenállásának növelésére:
Hűtés: Csökkenti az ion mobilitást és az elektron sűrűséget.
Ív hosszabbítása: Az érintkezők szétválasztása növeli az útvonal hosszát, emellett az ellenállást is.
Metszet csökkentése: Az ív átmérőjének szűkítése csökkenti a vezetőképességet.
Ív felosztása: Az ív kisebb részekre osztása (pl. fémmesh vagy csők segítségével) növeli az összes ellenállást.
Alacsony ellenállású (nulla áramerősségű megszakítás) módszer
Alkalmazhatóság: Kizárólag AC körökben használható, kihasználva a természetes áramerősség nullaátmenetét (50 Hz rendszerek esetén 100-szer másodpercenként).
Működési elv:
Az ív ellenállása alacsony szinten tartózkodik, amíg az áram nullát ér.
A nullaátmenetkor az ív természetesen kikapcsolódik. A dielektrikus erő gyorsan helyreáll az érintkezők között, hogy megelőzze az újraszületést, kihasználva az áram hiányos pillanatát a résszel történő deionizálásra.
Előny: Minimális energiadisszipációt biztosít a circuit breakerben, kihasználva az AC hullámformának természetes nulla pontjait, ami nagyon hatékony az ív megszakítására.
