Що таке вимикач для гасіння дуги?

Коли контактні поверхні вимикача розділяються, утворюється дуга, яка триває на короткий час після розділення контактів. Ця дуга є небезпечною через теплову енергію, яку вона виділяє, і може створювати вибухові сили.

Вимикач повинен знищити дугу без пошкодження обладнання або загрози для особисту персоналу. Дуга значно впливає на продуктивність вимикача. Переривання постійної (DC) дуги є більш складним, ніж переривання перемінної (AC) дуги. У випадку AC дуги, струм природньо досягає нульового значення під час кожного циклу хвилі, що спричиняє тимчасове зникнення дуги. Це нульове перетинання створює можливість запобігання повторному відновленню дуги, використовуючи короткий проміжок відсутності струму для деіонізації проміжку між контактами та заборони повторного зажигання.

Провідність дуги пропорційна густині електронів (іонів на кубічний сантиметр), квадрату діаметра дуги та обернено пропорційна довжині дуги. Для знищення дуги необхідно зменшити густину вільних електронів (іонізацію), скоротити діаметр дуги та збільшити її довжину.

Методи знищення дуги

Існує два основних методи знищення дуги у вимикачах:

Метод високої опору

• Принцип: Ефективна опір дуги зростає з часом, що зменшує струм до рівня, при якому теплова енергія більше не може підтримувати дугу, що призводить до її зникнення.

• Дисипація енергії: Через резистивну природу дуги, більшість системної енергії дисипується в межах вимикача, що є значною перевагою.

• Техніки збільшення опору дуги:

• Охолодження: Зменшує рухливість іонів та густину електронів.

• Збільшення довжини дуги: Розділення контактів збільшує довжину шляху, що підвищує опір.

• Зменшення поперечного перерізу: Скорочення діаметра дуги зменшує провідність.

• Розщеплення дуги: Поділ дуги на менші сегменти (наприклад, за допомогою металевих решіток або каналів) збільшує загальний опір.

Метод низької опору (переривання струму при нульовому значенні)

• Застосовність: Виключно для AC колів, використовуючи природні нульові перетини (100 разів на секунду для систем 50 Гц).

• Механізм:

• Опір дуги підтримується на низькому рівні до моменту, поки струм не досягне нульового значення.

• На моменті нульового перетину дуга зникає природно. Диелектрична стійкість швидко відновлюється між контактами, щоб запобігти повторному зажиганню, використовуючи короткий період відсутності струму для деіонізації проміжку.

• Перевага: Мінімізує дисипацію енергії в межах вимикача, використовуючи власні нульові точки AC хвилі, що робить його високо ефективним для переривання дуги.