Wat is een boogextinctie circuitbreker

Wanneer de stroomdragende contacten van een schakelaar zich scheiden, ontstaat er een boog die kort na de contactseparatie blijft bestaan. Deze boog is gevaarlijk vanwege de warmte-energie die hij genereert, wat explosieve krachten kan veroorzaken.

Een schakelaar moet de boog doven zonder apparatuur te beschadigen of het personeel in gevaar te brengen. De boog beïnvloedt aanzienlijk de prestaties van de schakelaar. Het onderbreken van een DC-boog is inherent moeilijker dan een AC-boog. Bij een AC-boog bereikt de stroom tijdens elke golfvormcyclus natuurlijk nul, waardoor de boog tijdelijk verdwijnt. Dit nulpunt creëert een kans om de herboring van de boog te voorkomen, door gebruik te maken van het korte interval van stroomafwezigheid om de opening te deioniseren en herontsteking te voorkomen.

De geleidbaarheid van een boog is evenredig met de elektronendichtheid (ionen per kubieke centimeter), het kwadraat van de boogdiameter en het inverse van de bogenlengte. Voor de uitschakeling van de boog is het essentieel om de dichtheid van vrije elektronen (ionisatie) te verminderen, de boogdiameter te verkleinen en de bogenlengte te vergroten.

Methoden voor Booguitschakeling

Er zijn twee belangrijke methoden voor booguitschakeling in schakelaars:

Hoog Weerstandsmethode

• Principe: De effectieve weerstand van de boog wordt over de tijd verhoogd, waardoor de stroom afneemt tot een niveau waarop de warmteopwekking de boog niet langer kan onderhouden, wat leidt tot uitschakeling.

• Energieafgifte: Vanwege de weerstandsachtige aard van de boog wordt de meeste systeemenergie binnen de schakelaar afgevoerd, wat een significante nadelen heeft.

• Technieken om de Boogweerstand te Verhogen:

• Koeling: Vermindert de ionmobielheid en de elektronendichtheid.

• Boogverlenging: Het scheiden van contacten verhoogt de padlengte, wat de weerstand verhoogt.

• Versmalling van Doorsnede: Het verkleinen van de boogdiameter vermindert de geleidbaarheid.

• Boogsplitting: Het splitsen van de boog in kleinere segmenten (bijvoorbeeld via metalen roosters of glijbanen) verhoogt de totale weerstand.

Lage Weerstand (Nul Stroomonderbreking) Methode

• Toepasbaarheid: Uitsluitend voor wisselstroomcircuits, gebruikmakend van de natuurlijke stroomnulpunten (100 keer per seconde voor 50 Hz-systemen).

• Mechanisme:

• De boogweerstand wordt op laag niveau gehouden totdat de stroom nul bereikt.

• Bij het nulpunt dooft de boog natuurlijk uit. De diëlektrische sterkte wordt snel hersteld tussen de contacten om herontsteking te voorkomen, gebruikmakend van de korte periode van stroomafwezigheid om de opening te deioniseren.

• Voordelen: Vermindert de energieafgifte binnen de schakelaar door gebruik te maken van de inherente nulpunten van de wisselstroomgolf, waardoor het zeer efficiënt is voor boogonderbreking.