Kaj je lokovnik za ugasanje električnega loka?

Ko se nosilci toka v preklopniku ločijo, se oblikuje luk, ki trajalno obstaja kratko po ločitvi kontaktov. Ta luk je nevaren zaradi toplinske energije, ki jo ustvari in ki lahko povzroči eksplozivne sile.

Preklopnik mora ugasniti luk brez poškodbe opreme ali tveganja za osebje. Luk značilno vpliva na delovanje preklopnika. Prekinjanje DC luka je po naravi težje kot prekinjanje AC luka. V primeru AC luka tok samodejno doseže ničlo med vsakim valovnim ciklom, kar povzroči, da luk začasno izgine. Ta prehod skozi ničlo ustvarja priložnost, da se prepreči ponovno zagnanje luka, izkoristek kratkega intervala odsotnosti toka za dejonizacijo vrzeli in oviranje ponovnega zagnanja.

Prevodnost luka je sorazmerna s gostoto elektronov (ionov na kubični centimeter), kvadratom premera luka in obratno sorazmerna z dolžino luka. Za ugasnitev luka je ključno zmanjšati gostoto prostih elektronov (jonizacijo), pomanjšati premer luka in povečati dolžino luka.

Metode ugasnitve luka

Obstajata dve glavni metodi za ugasnitev luka v preklopnikih:

Metoda visoke upornosti

• Načelo: Časovno se poveča učinkovita upornost luka, s tem se zmanjša tok na ravni, pri kateri toplinska proizvodnja ne more več vzdrževati luka, kar vodi do njegove ugasnitve.

• Dissipacija energije: Zaradi upornostne narave luka je večina sistema energije disipirana znotraj preklopnika, kar predstavlja značilen nedostatek.

• Tehnike za povečanje upornosti luka:

• Hlačenje: Zmanjša gibalnost ionov in gostoto elektronov.

• Povečevanje dolžine luka: Ločevanje kontaktov poveča dolžino poti, kar poveča upornost.

• Zmanjševanje preseka: Skenjenje premera luka zmanjša prevodnost.

• Razdelitev luka: Delitev luka na manjše segmente (npr. preko metalnih mrež ali kanalov) poveča skupno upornost.

Metoda nizke upornosti (prekinjanje z ničelnim tokom)

• Uporabnost: Izključno za AC krugove, ki izkoriščajo naravne prehode skozi ničlo (100-krat na sekundo za sisteme 50 Hz).

• Mehanizem:

• Upornost luka se ohranja na nizkih ravneh, dokler tok ne doseže ničlo.

• Ob prehodu skozi ničlo se luk samodejno ugasne. Dielektrična trdota se hitro obnovi med kontakti, da se prepreči ponovno zagnanje, izkoristek kratke odsotnosti toka za dejonizacijo vrzeli.

• Napredek: Minimizira disipacijo energije znotraj preklopnika z uporabo lastnih ničel valovnega oblika AC, kar ga naredi zelo učinkovit za prekinjanje luka.