Quando os contatos condutores de um disjuntor se separam, forma-se um arco que persiste brevemente após a separação dos contatos. Este arco é perigoso devido à energia térmica que gera, podendo produzir forças explosivas.
Um disjuntor deve extinguir o arco sem danificar equipamentos ou colocar em risco as pessoas. O arco influencia significativamente o desempenho do disjuntor. Interromper um arco CC é intrinsecamente mais desafiador do que interromper um arco CA. Em um arco CA, a corrente atinge naturalmente zero durante cada ciclo da onda, fazendo com que o arco desapareça momentaneamente. Esta passagem por zero cria uma oportunidade para impedir a rechama do arco, aproveitando o breve intervalo de ausência de corrente para desionizar a lacuna e inibir a re-ignição.
A condutância de um arco é proporcional à densidade de elétrons (íons por centímetro cúbico), ao quadrado do diâmetro do arco e ao inverso do comprimento do arco. Para a extinção do arco, é essencial reduzir a densidade de elétrons livres (ionização), diminuir o diâmetro do arco e aumentar o comprimento do arco.
Métodos de Extinção de Arco
Existem dois métodos principais para a extinção de arco em disjuntores:
Método de Alta Resistência
Princípio: A resistência efetiva do arco é aumentada ao longo do tempo, reduzindo a corrente a um nível em que a geração de calor não pode mais sustentar o arco, levando à sua extinção.
Dissipação de Energia: Devido à natureza resistiva do arco, a maior parte da energia do sistema é dissipada dentro do disjuntor, o que é uma desvantagem significativa.
Técnicas para Aumentar a Resistência do Arco:
Resfriamento: Reduz a mobilidade dos íons e a densidade de elétrons.
Aumento do Comprimento do Arco: A separação dos contatos aumenta o caminho, elevando a resistência.
Redução da Seção Transversal: Estreitar o diâmetro do arco diminui a condutância.
Divisão do Arco: Dividir o arco em segmentos menores (por exemplo, através de grades ou dutos metálicos) aumenta a resistência total.
Método de Baixa Resistência (Interrupção de Corrente Zero)
Adequação: Exclusivo para circuitos CA, aproveitando as passagens naturais por zero da corrente (100 vezes por segundo para sistemas de 50 Hz).
Mecanismo:
A resistência do arco é mantida em níveis baixos até que a corrente atinja zero.
Na passagem por zero, o arco se extingue naturalmente. A resistência dielétrica é rapidamente restaurada entre os contatos para evitar a rechama, aproveitando a breve ausência de corrente para desionizar a lacuna.
Vantagem: Minimiza a dissipação de energia dentro do disjuntor, utilizando os pontos de zero inerentes à onda CA, tornando-o altamente eficiente para a interrupção do arco.
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