Nədir Buqulama? | Avtomatda Buqulama

Ark söndürməsi və ya ark təhlikəsizləşdirməsi texnologiyalarına dair məlumat almadan əvvəl, ark nə olduğunu bilimək lazımdır.

Ark Nədir?

Döyüşmə aparatının kontaktları açıldığında, açılan kontaktlar arasındakı ortam yüksək səviyyədə iyonlaşır və bu yolla kəsilməli olan elektrik akımı bu iyonlaşmış yol vasitəsilə aşağı müqavimətli bir yola sahib olur və kontaktlar fiziki olaraq ayrılmış olsa da bu yolu ilə davam edir. Akım bir kontakttan digərinə keçdiyi zaman, bu yollar qədər istilənir ki, parlağa başlayır. Bu, ark adlanır.

Döyüşmə Aparatında Ark

Döyüşmə aparatının yük akımı kontaktları açıldığında, ayırılan kontaktlar arasında ark yarılır.

Bu ark, kontaktlar arasında dayandığı müddətdə, döyüşmə aparatından keçən akım sonunda kəsməyəcəkdir, çünki ark özü elektrikin iletici yoluudur. Akımın tam kəsməsi üçün, arkanın ən tez olaraq söndürülmesi ən mühüm addımlardandır. Döyüşmə aparatının əsas dizayn prinsipi, döyüşmə aparatında ark söndürməsi üçün uyğun texnologiyalar təmin etməkdir. Buna görə, döyüşmə aparatında fərqli ark söndürmə metodular haqqında danışmadan əvvəl, arkın nə olduğu və döyüşmə aparatında arkın əsas nəticələri barədə anlamaq lazımdır.

Gazın Termal İyonlaşması

Oda temperaturunda gazda ultraviyolya şüalar, kosmik şüalar və Yerin radyoaktivliyi səbəbindən az miktarda serbest elektron və iyon var. Bu serbest elektronlar və iyonlar sayısında elektrik ileticiliyi dəstəkləmək kifayət qədər deyil. Gaz molekülləri oda temperaturunda rasgele hərəkət edirlər. Oda temperaturunda (300oK) hava molekulu təxminən 500 metre/saniyə ilə rasgele hərəkət edir və saniyədə 1010 dəfə digər molekullarla toqquşur.

Bu rasgele hərəkət edən molekullar bir-birinə çox tez toqquşurlar, amma molekulların kinetik enerjisi atomlardan elektron çıxarmaq kifayət qədər deyil. Temperatur artırılarsa, hava istilənir və nəticədə molekulların sürəti artar. Yüksək sürət, intermolekulyar toqquşmalarda daha yüksək təsir deməkdir. Bu vəziyyətdə bəzi molekullar atomlara ayrılır. Hava temperaturu daha da artırılırsa, bir çox atom valent elektronlarından mahrum olur və gaz iyonlaşır. Sonra bu iyonlaşmış gaz, kifayət qədər serbest elektronun varlığı səbəbindən elektrik iletir. Bu hər hansı bir gazın və ya havanın plazma vəziyyətinə gəldiyi şəraitə deyilir. Bu fenomen, gazın termal iyonlaşması adlanır.

Elektron Toqquşmasından İyonlaşma

Daha əvvəl bahsetdiyimiz kimi, hava və ya gazda daimi olaraq bəzi serbest elektronlar və iyonlar var, lakin onların sayı elektrik ileticiliyi dəstəkləmək kifayət qədər deyil. Bu serbest elektronlar güclü bir elektrik sahası ilə üzləşdikdə, sahadaki yüksək potensial nöqtələrə yönəlir və kifayət qədər yüksək sürət alır. Başqa bir ifadə ilə desək, elektronlar elektrik sahasının istiqamətində yüksək potensial gradienti səbəbindən təzələnirlər. Sürətləndikdən sonra bu elektronlar hava və ya gazın digər atom və molekulları ilə toqquşur və onların orbitindən valent elektronları çıxarır.

Valent elektronlar ana atomlardan çıxdıktan sonra, potensial gradienti səbəbindən eyni elektrik sahasının istiqamətində hərəkət edirlər. Bu elektronlar da eyni şəkildə digər atomlarla toqquşaraq daha çox serbest elektron yaradır və bu serbest elektronlar da elektrik sahası istiqamətində yönləndirilir. Bu ardıcıl proses nəticəsində gazda serbest elektronların sayı o qədər artar ki, gaz elektrik iletir. Bu fenomen, gazın elektron toqquşması səbəbindən iyonlaşması kimi tanınır.

Gazın Deionlaşması

İyonlaşmış gazdan gazın iyonlaşmasına səbəb olan bütün faktorlar silindiğində, bu gaz tez-tez nötr vəziyyətinə qayıdır. Mənfi və müsbət zərərlərin yenidən birləşməsi prosesi deionlaşmaya deyilir. Difuziya yoluyla deionlaşmada, mənfi zərərlər və ya elektronlar və müsbət zərərlər koncentrasiya gradientinin təsiri altında divarlara doğru hərəkət edir və birləşmə prosesini tamamlar.

Döyüşmə Aparatında Arkin Rolu

Əgər iki akım kontaktı sadəcə açıldıqda, arknin kontakt aralığını köprüleyir və akımın düşük müqavimətli bir yola malik olması səbəbindən akımın təhlükəsiz olaraq kesilməsinə imkan verir. Kontaktlar açıldığında akımda heç bir cümləvi və təhlükəli dəyişiklik olmayacağından sistemdə qüvvət dəyişikliyi ola bilməz. Kontaktlar açıldığında akım L sistem endüktansiyanın dəyişməsi səbəbindən V = L.(di/dt) kimi ifadə edilə bilər, burada di/dt, kontaktlar açıldığında zamana görə akımın dəyişmə sürətidir. Alternativ akım üçün her akım sıfırında ark müvəqqəti olaraq söndürülür. Her akım sıfırından sonra, bir sonraki akım dövründə ayrılmış kontaktlar arasındakı ortam yenidən iyonlaşır və döyüşmə aparatında ark yenidən yarılır. Tam və uğurlu kəsmə üçün, bir sonraki akım sıfırından sonra ayrılmış kontaktlar arasındakı yenidən iyonlaşmasını əngəlləmək lazımdır.

Əgər döyüşmə aparatında ark yoxdursa, kontaktlar açıldığında akımın təhlükəsiz olaraq kesilməsi mümkün olmayacaq və bu, sistem izolyasyonunu ciddi şəkildə təsirləyə bilər. Öte yandan, ark, kontaktların akım keçirən və akım kesmə vəziyyətləri arasında yavaş, amma tez bir geçiş təmin edir.

Ark Kəsmə, Ark Söndürmə və Ya Ark Təhlikəsizləşdirmə Teorisi

Ark Sütunun Xüsusiyyətləri

Yüksək temperaturda gazdakı zərərlər təz və rasgele hərəkət edirlər, amma elektrik sahası yoxdursa, heç bir nəticə yoxdur. Elektrik sahası tətbiq olunduqda, zərərlər rasgele termal hərəkətlərinə əlavə olaraq sürəkli sürət alırlar. Sürəkli sürət, sahanın voltaj gradientinə və zərənin mobiliteyinə nisbətli olur. Zərənin mobilitesi zərənin kütəsinə asılıdır, ağır zərələr, mobilitesi daha azdır. Mobilite ayrıca zərəllerin rasgele hərəkəti üçün mövcud olan ortalama özgür yolların uzunluğuna asılıdır. Hər dəfə zərələr toqquşduqda, onların istiqamətli sürəti itirir və yenidən elektrik sahasının istiqamətində təzələnməlidir. Bu səbəbdən, zərələrin ümumi mobilitesi azalır. Əgər gazın təzyiqi yüksəkdirsə, onda daha sıxlıq alır və zərələr bir-birinə daha yaxın gəlirlər, beləliklə toqquşmalar daha tez baş verir və zərələrin mobilitesi azalır. Zərələr tərəfindən gələn ümumi akım, onların mobilitesinə nisbətli olur. Bu səbəbdən, zərələrin mobilitesi, gazın temperaturuna, təzyiqinə və həmçinin gazın təbiətinə asılıdır. Yenidən, gaz zərələrinin mobilitesi, gazın iyonlaşmasının dərəcəsini təyin edir.

Bu təsvirdən, gazın iyonlaşması prosesi, gazın təbiətinə (ağır və ya hafif zərələr), gazın təzyiqinə və temperaturuna asılı olduğunu göstərmək olar. Daha əvvəl deyildiyimiz kimi, arknin sütunun intensivliyi, ayırılmış elektrik kontaktları arasındakı iyonlaşmış ortama asılıdır, beləliklə, kontaktlar arasındakı ortamdaki iyonlaşmanın azaldılması və ya deionlaşmanın artırılması üzərində xüsusi diqqət yetirilməlidir. Bu səbəbdən, döyüşmə aparatının əsas dizayn xüsusiyyəti, döyüşmə aparatının kontaktları arasındakı müxtəlif ark ortamları üçün fərqli təzyiq kontrol metodları və soğutma metodları təmin etməkdir.

Arkdan İstilik Zərəri

Döyüşmə aparatında arkdan istilik zərəri, ileticilik, konveksiya və radiasiya vasitəsilə baş verir. Yağda düz arkdakı, kanallarda və ya dar slotlarda yerləşən arkda, istilik zərəri əsasən ileticilik vasitəsilə baş verir. hava üstü döyüşmə aparatında və ya elektrik kontaktları arasındakı gaz axını olan döyüşmə aparatlarında, ark plazmasından istilik zərəri əsasən konveksiya vasitəsilə baş verir. Normal təzyiqdə radiasiya əhəmiyyətli deyil, amma yüksək təzyiqdə radiasiya ark plazmasından istilik zərərinin dağılmasında çox mühüm rol oynayır. Elektrik kontaktları açıldığında, döyüşmə aparatında ark yarılır və akımın hər sıfır keçidi zamanı söndürülür və sonraki dövrün zamanında yenidən yarılır. Döyüşmə aparatında nihai ark söndürməsi və ya ark təhlikəsizləşdirməsi, kontaktlar arasındakı ortamdaki dielektrik qüvvətin tez artması vasitəsilə elde edilir, belə ki, sıfır keçidindən sonra arkın yenidən yarılması mümkün olmaz. Kontaktlar arasındakı dielektrik qüvvətin tez artışı, ya ark ortamındaki gazın deionlaşması, ya da iyonlaşmış gazın soyut və təzə gaz ilə əvəz olunması vasitəsilə elde edilir.
Döyüşmə aparatında ark söndürməsi üçün müxtəlif deionlaşdırma prosedurları tətbiq olunur, qısaca danışaq.

Təzyiq Artımı Səbəbindən Gazın Deionlaşması

Əgər arkdakı yolun təzyiqi artarsa, iyonlaşmış gazın sıxlığı artar, bu da, gazdakı zərələrin bir-birinə daha yaxın gəldiyi və nəticədə zərələrin ortalama özgür yollarının azaldığı deməkdir. Bu, toqquşma nisbətini artırır və daha əvvəl bahsetdiyimiz kimi hər toqquşmada zərələr elektrik sahası istiqamətindəki istiqaməli sürətini itirir və yenidən təzələnirlər. Ümumi olaraq, zərələrin istiqaməli sürəti azalır, beləliklə, arkanı saxlamaq üçün lazımi voltaj artar. Zərələrin sıxlığının artmasının bir başqa nəticəsi, qarşı