Kas ir loks? | Loks šķīdinātājā

Pirms iedziļināmies loka ugunsdzēšanas vai loka iznīcināšanas tehnoloģijās, kas tiek izmantotas iekļauves pārtrauktājos, mums jāzina, kas patiešām ir loks.

Kas ir Loks?

Iekļauves pārtrauktāja strāvas kontaktpunktu atvēršanā starp atverotajiem kontaktiem medija stāvoklis kļūst augsti jonizēts, un tādējādi pārtraukuma strāva saņem zemu pretestības ceļu, turpinot plūst šajā ceļā pat tad, kad kontakti fiziķi ir atdalīti. Plūdot no viena kontakta uz otru, šis ceļš kļūst tik karstšķirīgs, ka saskārās. Tas tiek dēvēts par loku.

Loks Iekļauves Pārtrauktājā

Ikreiz, kad iekļauves pārtrauktāja kontaktpunkti atveras, starp atdalītajiem kontaktiem iestājas loks iekļauves pārtrauktājā.

Līdz šis loks starp kontaktiem tiek uzturēts, strāva caur iekļauves pārtrauktāju nevar tikt galīgi pārtraukta, jo loks pats par sevi ir elektriskās enerģijas vedējs. Lai pilnībā pārtrauktu strāvu, loku jāiznīcina iespējami ātri. Galvenais iekļauves pārtrauktāja dizainierību kritērijs ir nodrošināt atbilstošu loka ugunsdzēšanas tehnoloģiju iekļauves pārtrauktājā, lai nodrošinātu ātru un drošu strāvas pārtraukumu. Tātad, pirms apskatām dažādas loka ugunsdzēšanas tehnoloģijas, kas tiek izmantotas iekļauves pārtrauktājos, mums vajadzētu mēģināt saprast, kas ir loks un iekļauves pārtrauktājā esošā loka pamatteorija, apspriedīsim to.

Gāzes Termiskā Jonizācija

Gāzē pie istabas temperatūras ir daudz brīvās elektronu un jonu, ko izraisa ultravioletā raute, kosmiskās starojas un Zemes radioaktivitāte. Šie brīvie elektroni un joni ir tik mazs skaits, ka to nav pietiekami, lai uzturētu elektrības plūsmu. Gāzes molekulas kustās neregulāri pie istabas temperatūras. Atrodams, ka gaisa molekula temperatūrā 300oK (istabas temperatūra) kustas neregulāri ar aptuveno vidējo ātrumu 500 metri/sekundi un saduras ar citām molekulām ar frekvenci 1010 reizes/sekundi.

Šīs neregulāri kustīgās molekulas bieži saduras ar katru citu, bet to kinētiskā enerģija nav pietiekama, lai izvilktu elektronu no molekulu atomiem. Ja temperatūra palielinās, gaisam siltums pieaug un tā rezultātā molekulu ātrums palielinās. Augstāks ātrums nozīmē lielāko ietekmi uz intermolekulāro sadursmi. Šajā situācijā dažas no molekulām attopas atomos. Ja gaisa temperatūra tiks vēl vairāk paaugstināta, daudzi atomi tiks atņemti valentējošiem elektroniem un padarīs gāzi jonizētu. Tad šī jonizētā gāze var vadīt elektrību, jo tajā ir pietiekami daudz brīvās elektronu. Šāda gāzes vai gaisa stāvoklis tiek dēvēts par plazmu. Šī parādība tiek saukta par gāzes termisko jonizāciju.

Jonizācija Dēļ Elektronu Sadursmēm

Kā mēs esam apsprieduši, gāzē vai gaisā vienmēr ir daži brīvie elektroni un joni, taču to skaits nav pietiekams, lai vadītu elektrību. Kad šie brīvie elektroni nonāk spēcīgā elektriskā laukā, tie tiek novirzīti pretī augstākajiem potenciāla punktiem laukā un iegūst pietiekami augstu ātrumu. Citiem vārdiem sakot, elektroni tiek paātrināti pa elektriskā lauka virzienā dēļ augsta potenciāla gradienta. Savā ceļā šie elektroni saduras ar citiem gāzes vai gaisa atomiem un izvilc valentējošus elektronus no to orbitām.

Pēc tam, kad tie tika izvilkti no vecākiem atomiem, elektroni arī tiks novirzīti pa tādu pašu elektriskā lauka virzienu dēļ potenciāla gradienta. Šie elektroni līdzīgi sadursīsies ar citiem atomiem un radīs vēl vairāk brīvo elektronu, kuri tiks novirzīti pa elektriskā lauka virzienu. Dēļ šī konjugācijas darbības brīvo elektronu skaits gāzē kļūst tik liels, ka gāze sāk vadīt elektrību. Šī parādība tiek saukta par gāzes jonizāciju dēļ elektronu sadursmēm.

Gāzes Dejonizācija

Ja visi gāzes jonizācijas cēloni tiek noņemti no jonizētās gāzes, tā ātri atgriežas savā netrālajā stāvoklī, rekombinējot pozitīvos un negatīvos lādējumus. Rekomibinācijas procesu sauc par dejonizācijas procesu. Dejonizācijā, izmantojot difūziju, negatīvie joni vai elektroni un pozitīvie joni pārvietojas uz sienām, ietekmējot koncentrācijas gradientu, un tādējādi veic rekombinācijas procesu.

Loka Loma Iekļauves Pārtrauktājā

Kad divi strāvas kontaktpunkti tikko atveras, loks savieno kontaktu atstarpi, caur kuru strāva iegūst zemu pretestības ceļu, lai plūstētu, tādējādi neatrisinātos strāvas pārtraukumi. Tā kā strāvas plūsmā nav nekādu nejaušu un neparedzētu maiņu, atverot kontaktus, sistēmā nebūs nekādu nelīdzsvarotu pārslēgšanas spriegumu. Ja i ir strāva, kas plūst caur kontaktiem, tikko pirms tiem atveras, L ir sistēmas induktivitāte, pārslēgšanas spriegums, atverot kontaktus, var tikt izteikts kā V = L.(di/dt), kur di/dt ir strāvas maiņas ātrums attiecībā pret laiku, atverot kontaktus. Alternējošā strāvas gadījumā loks monetāri iznīcina katru strāvas nulles punktu. Pec katras strāvas nulles punkta meklējot jaunu ciklu, atdalīto kontaktu starpniecībā gāze atkal jonizējas, un loks iekļauves pārtrauktājā tiek atjaunots. Lai pārtraukums būtu pilns un veiksmīgs, šī rejonizācija starp atdalītajiem kontaktiem jānovērš pēc strāvas nulles punkta.

Ja iekļauves pārtrauktājā loks nepastāv, atverot strāvas kontaktpunktus, notiktu nejaušs un neparedzēts strāvas pārtraukums, kas izraisītu milzīgu pārslēgšanas spriegumu, kas pietiekami liels, lai smagi izmētītu sistēmas izolāciju. Savukārt loks nodrošina graduālu, bet ātru, pāreju no strāvas plūsmas līdz strāvas pārtraukuma stāvoklim kontaktos.

Loka Pārtraukšanas, Loka Ugunsdzēšanas vai Loka Iznīcināšanas Teorija

Loka Kolonnas Īpašības

Augstā temperatūrā gāzes lādētie daudzumi strauji un neregulāri kustas, bet bez elektriskā lauka netiek radīta nekāda kopējā kustība. Kad elektriskā lauka tiek piemērots gāzei, lādētie daudzumi iegūst drift velocity, kas superpozīcijā tiek pievienota to neregulārajai termiskajai kustībai. Drift velocity ir proporcionāla lauka sprieguma gradientam un daudzuma mobilitātei. Daudzuma mobilitāte atkarīga no daudzuma masas, smagākie daudzumi, zemāka mobilitāte. Mobilitāte arī atkarīga no gāzē pieejamajiem vidējiem brīvajiem ceļiem, kuros daudzumi var neregulāri kustēties. Katru reizi, kad daudzums saduras, tas zaudē savu virziena ātrumu un to vajadzētu atkal paātrināt pa elektriskā lauka virzienā. Tātad, kopējā daudzumu mobilitāte samazinās. Ja gāze ir augstā spiedienā, tā kļūst blīvāka, un tādējādi gāzes molekulas nonāk tuvāk viena otrai, tādējādi sadursmes notiek biežāk, kas samazina daudzumu mobilitāti. Kopējā lādēto daudzumu strāva ir tieši proporcionāla to mobilitātei. Tātad, lādēto daudzumu mobilitāte atkarīga no temperatūras, gāzes spiediena un arī gāzes dabas. Vēlreiz, gāzes daudzumu mobilitāte noteic gāzes jonizācijas pakāpi.

Tātad, no minētā izskaidrojuma mēs varam secināt, ka gāzes jonizācijas process atkarīgs no gāzes dabas (smagāki vai vieglāki gāzes daudzumi), gāzes spiediena un gāzes temperatūras. Kā mēs jau minējām, loka kolonnas intensitāte atkarīga no jonizētā medija klātbūtnes starp atdalītajiem elektrotīkla kontaktiem, tāpēc īpaša uzmanība jāpievērš jonizācijas samazināšanai vai dejonizācijas palielināšanai starp kontaktiem. Tāpēc iekļauves pārtrauktāja galvenais dizainierību kritērijs ir nodrošināt dažādas spiediena kontrolēšanas metodes, dzesēšanas metodes dažādam loka medijam starp iekļauves pārtrauktāja kontaktiem.

Siltais Zaudējums no Loka

Siltais zaudējums no loka iekļauves pārtrauktājā notiek caur konvekciju, konvekciju un radiāciju. Iekļauves pārtrauktājā ar vienkāršu loku naftā, lokā šūpēs vai ļoti īsās šūpēs, gandrīz visi siltais zaudējums notiek caur kondukciju. Gaisa pūķa iekļauves pārtrauktājā vai iekļauves pārtrauktājā, kurā starp elektrotīkla kontaktiem ir gāzes plūsma, loka plazmas siltais zaudējums notiek caur konvekcijas procesu. Normālā spiediena apstākļos radiācija nav nozīmīgs faktors, bet augstākā spiediena apstākļos radiācija var kļūt ļoti svarīga siltais zaudējuma faktors no loka plazmas. Atverot elektrotīkla kontaktus, iekļauves pārtrauktājā tiek izveidots loks, un tas iznīcina katru strāvas nulles punktu, un tādējādi tiek atjaunots nākamajā ciklā. Galīgais loka iznīcinājums vai loka ugunsdzēšana iekļauves pārtrauktājā tiek sasniegts, strauji palielinot dielektrikas stiprumu starp kontaktiem, lai loka atjaunošana pēc nulles punkta būtu neiespējama. Šis dielektrikas stipruma straujais palielinājums starp iekļauves pārtrauktāja kontaktiem tiek sasniegts, vai nu