Vad är en bågeutsläckande strömbrytare

När strömförande kontakter i en strömbrytare separeras, bildas en båge som består kort efter kontaktseparation. Denna båge är farlig på grund av den värmeenergi den genererar, vilket kan producera explosiva krafter.

En strömbrytare måste släcka bågen utan att skada utrustning eller hota personal. Bågens inflytande på brytarens prestanda är betydande. Att avbryta en DC-båge är inbyggt mer utmanande än en AC-båge. I en AC-båge når strömmen naturligt noll under varje vågformscykel, vilket gör att bågen försvinner tillfälligt. Detta nollövergång skapar en möjlighet att förhindra bågens återupplivning, genom att utnyttja det korta intervallet av strömfrånvaro för att deionisera gapet och hindra återantändning.

Konduktansen hos en båge är proportionell mot elektronens densitet (joner per kubikcentimeter), kvadraten av bågens diameter och inversen av båglängden. För att släcka bågen är det avgörande att minska fri elektrondensitet (jonisering), förminska bågdiametern och öka båglängden.

Metoder för bågsläckning

Det finns två huvudsakliga metoder för bågsläckning i strömbrytare:

Hög resistansmetod

• Princip: Bågens effektiva resistans ökar över tid, vilket minskar strömmen till ett nivå där värmeutvecklingen inte längre kan hålla bågen vid liv, vilket leder till dess släckning.

• Energidissipation: På grund av bågens resistiva natur dissiperas det mesta av systemets energi inuti strömbrytaren, vilket är en betydande nackdel.

• Tekniker för att öka bågens resistans:

• Kylning: Minskar jonmobilitet och elektrondensitet.

• Förlängning av båglängd: Separering av kontakter ökar väglängden, vilket höjer resistansen.

• Minskning av tvärsnitt: Förfining av bågens diameter minskar konduktansen.

• Bågsplittring: Delning av bågen i mindre segment (t.ex. via metallgrillar eller rör) ökar den totala resistansen.

Låg resistans (nollströmsavbrott) metod

• Tillämpbarhet: Exklusivt för AC-kretsar, utnyttjar de naturliga ström-nollövergångarna (100 gånger per sekund för 50 Hz-system).

• Mekanism:

• Bågens resistans hålls på låga nivåer tills strömmen når noll.

• Vid nollövergången släcks bågen naturligt. Dielektrisk styrka återställs snabbt över kontakterna för att förhindra återupplivning, genom att utnyttja det korta intervallet av strömfrånvaro för att deionisera gapet.

• Fördel: Minimerar energidissipation inuti brytaren genom att utnyttja den inbyggda nollpunkterna i AC-vågformen, vilket gör det mycket effektivt för bågavbrott.