Hva er en elektrisk lysbue og hvordan oppstår den. Strukturen og egenskapene til den elektriske lysbuen Oppriktige og elektriske lysbuer

Åpning av en elektrisk krets ved betydelige strømmer og spenninger er som regel ledsaget av en elektrisk utladning mellom divergerende kontakter. Når kontaktene avviker, øker kontaktmotstanden til kontakten og strømtettheten i det siste kontaktområdet kraftig. Kontaktene blir oppvarmet til de er smeltet, og en kontakt-isthmus er dannet av smeltet metall, som brytes ved ytterligere avvik fra kontaktene, og kontaktenes metall fordamper. Luftspalten mellom kontaktene blir ionisert og blir ledende, en elektrisk lysbue vises i den under virkningen av høyspenning som oppstår fra lovene om å bytte.

Den elektriske lysbuen bidrar til ødeleggelse av kontakter og reduserer hastigheten på koblingsanordningen, siden strømmen i kretsen ikke umiddelbart faller til null. Utseendet til en lysbue kan forhindres ved å øke motstanden til kretsen som kontaktene åpnes i, ved å øke avstanden mellom kontaktene, eller ved å bruke spesielle lysbue-tiltak.

Produktet av begrensningsverdiene for spenning og strøm i en krets hvor det ikke oppstår en elektrisk lysbue med en minimumsavstand mellom kontaktene, kalles kontaktenes bryte eller svitsjede kraft. Med økende spenning i kretsen må den maksimale koblingsstrømmen begrenses. Bryteren er også avhengig av tidskonstanten til kretsen: desto mer
jo lavere strøm kan kontaktene bytte. I vekselstrømskretser går den elektriske lysbuen ut i øyeblikket når øyeblikkelig strømverdi er null. Buen kan dukke opp igjen i den neste halvsyklusen hvis spenningen ved kontaktene stiger raskere enn den elektriske styrken til gapet mellom kontaktene blir gjenopprettet. I alle tilfeller er imidlertid lysbuen i AC-kretsen mindre stabil, og kontaktenes brytekapasitet er flere ganger høyere enn i DC-kretsen. En elektrisk lysbue vises sjelden ved kontaktene til elektriske apparater med lav effekt, men gnister observeres ofte - en sammenbrudd av isolasjonsgapet som dannes ved hurtig åpning av kontakter i lavstrømskretser. Dette er spesielt farlig på følsomme og høyhastighetsapparater (reléer), der avstanden mellom kontaktene er veldig liten. Sparking forkorter kontaktlivet og kan føre til falske positiver. For å redusere gnisten på kontaktene brukes spesielle gnistdempende enheter.

Bue- og gnistdempingsapparat.

Den mest effektive måten å slukke en elektrisk lysbue er å avkjøle den ved å bevege den i luften og berøre isolasjonsveggene til spesielle kamre som tar bort lysbuen.

I moderne apparater brukes buesprekker med en smal spalte og magnetisk eksplosjon mye. Buen kan betraktes som en leder med strøm; hvis den er plassert i et magnetfelt, vil det oppstå en kraft som får buen til å bevege seg. Under bevegelsen blåses buen av luft; faller i et smalt mellomrom mellom to isolasjonsplater, er deformert og går ut på grunn av økt trykk i kammerspalten (fig. 21).

Fig. 21. Innretningen til lysbuen med et smalt gap

Spaltekammeret er dannet av to vegger 1 laget av isolerende materiale. Avstanden mellom veggene er veldig liten. Spole 4, som er seriekoblet med hovedkontaktene 3, stimulerer magnetisk flux
som føres av ferromagnetiske spisser 2 inn i rommet mellom kontaktene. Som et resultat av interaksjonen mellom buen og magnetfelt makt vises
forskyver buen til platene 1. Denne kraften kalles Lorentz-kraften, som er definert som:

hvor - partikkelladning [Coulomb],

- hastigheten til den ladede partikkelen i feltet [m / s],

Tvinge til å virke på en ladet partikkel [Newtons],

–Vinkelen mellom hastighetsvektoren og den magnetiske induksjonsvektoren.

Vi kan si at partikkelhastigheten i lederen er lik:
Hvor - lengden på lederen (lysbuen), og - tidspunkt for passering av en ladet partikkel langs en bue. Strøm på tur Er antall ladede partikler per sekund gjennom lederens tverrsnitt
. Det vil si at du kan skrive:

hvor - strøm i lederen (lysbuen) [Amps],

- lengden på lederen (lysbuen) [meter],

- magnetisk induksjon av feltet [Tesla],

Tvinge til å handle på en leder (bue) [Newtons],

–Vinkelen mellom gjeldende vektor og magnetisk induksjonsvektor.

Retningen på kraften tilsvarer regelen for venstre hånd: magnetiske kraftlinjer hvile mot håndflaten, rettede fire fingre er plassert i retning av strømmen bøyd tommel viser retningen på elektromagnetisk kraft
. Den beskrevne handlingen til magnetfeltet (induksjon ) kalles elektromekanikk eller kraft, og det resulterende uttrykket kalles loven om elektromagnetiske krefter.

Denne utformingen av lysbuekammeret brukes også på vekselstrøm, siden med en endring i strømretningen, endres strømningsretningen
og strømretningen
forblir uendret.

For å redusere gnisten ved DC-kontakter med lav effekt, brukes en diode parallelt med lastenheten (fig. 22).

Fig. 22. Slå på dioden for å redusere gnisten

I dette tilfellet blir kretsen etter bytte (etter å ha slått av kilden) stengt gjennom dioden, og reduserer dermed gnistenergien.

22. august 2012 kl 10:00

Når den elektriske kretsen åpnes, oppstår en elektrisk utladning i form av en elektrisk lysbue. For utseendet til en elektrisk lysbue er det nok at spenningen ved kontaktene er høyere enn 10 V med en strøm i kretsen på omtrent 0,1 A eller mer. Ved betydelige spenninger og strømmer kan temperaturen inne i buen nå 10 ... 15 tusen ° C, som et resultat av at kontaktene og strømførende deler smelter.

Ved spenninger på 110 kV og høyere kan buelengden nå flere meter. Derfor er en elektrisk lysbue, spesielt i kraftige kraftkretser, for en spenning over 1 kV en stor fare, selv om alvorlige konsekvenser kan være i installasjoner med en spenning under 1 kV. Som et resultat av dette må den elektriske lysbuen begrenses så mye som mulig og raskt slukkes i kretser for spenning både over og under 1 kV.

Årsaker til elektrisk lysbue

Prosessen med dannelse av elektrisk lysbue kan forenkles som følger. Hvis kontaktene avviker, reduseres kontakttrykket og følgelig kontaktflaten, overgangsmotstanden (strømtetthet og temperatur øker) - lokal (i visse deler av kontaktområdet) overoppheting starter, som deretter bidrar til termisk utslipp, når elektronhastigheten øker under påvirkning av høy temperatur og de bryte ut fra overflaten av elektroden.

I øyeblikket av kontaktdivergens, det vil si en åpen krets, gjenopprettes spenningen raskt på kontaktgapet. Siden avstanden mellom kontaktene er liten, oppstår et elektrisk felt med høyspenning, under påvirkning av hvilke elektroner som bryter ut fra overflaten til elektroden. De akselererer i et elektrisk felt, og ved innvirkning i et nøytralt atom gir deres kinetiske energi til det. Hvis denne energien er nok til å rive minst ett elektron fra skallet til et nøytralt atom, skjer ioniseringsprosessen.

De resulterende frie elektronene og ionene utgjør plasmaet i lysbuen, det vil si den ioniserte kanalen der buen brenner og kontinuerlig bevegelse av partikler. I dette tilfellet beveger negativt ladede partikler, først og fremst elektroner, seg i en retning (mot anoden), og atomer og gassmolekyler som mangler en eller flere elektroner - positivt ladede partikler - i motsatt retning (mot katoden). Plasmakonduktiviteten er nær konduktiviteten til metaller.

En stor strøm strømmer i lysbuen og skapes varme. Denne temperaturen på buetrønden fører til termisk ionisering, prosessen med dannelse av ioner på grunn av kollisjon av molekyler og atomer med høy kinetisk energi ved høye hastigheter (molekyler og atomer i mediet der buen brenner forfall til elektroner og positivt ladede ioner). Intensiv termisk ionisering opprettholder høy plasma-ledningsevne. Derfor er spenningsfallet langs buens lengde lite.

To prosesser skjer kontinuerlig i en elektrisk lysbue: i tillegg til ionisering, også deionisering av atomer og molekyler. Det siste skjer hovedsakelig gjennom diffusjon, det vil si overføring av ladede partikler i miljøet, og rekombinasjon av elektroner og positivt ladede ioner, som gjenforenes til nøytrale partikler med frigjøring av energi brukt på forfallet. I dette tilfellet fjernes varme til omgivelsene.

Dermed kan tre stadier av prosessen som blir vurdert skilles: buetennelse, når, på grunn av slag ionisering og elektronutslipp fra katoden, begynner en lysbueutladning og ioniseringsintensiteten er høyere enn avionisering, stabil lysbueforbrenning, understøttet av termisk ionisering i lysbuen, når ioniserings- og avioniseringsintensiteten er den samme, utryddelse av buen når intensiteten av avionisering er høyere enn ionisering.

Buen slukkemetoder for å bytte elektriske apparater

For å koble fra elementene i den elektriske kretsen og utelukke skader på koblingsapparatet, er det ikke bare nødvendig å åpne kontaktene, men også å slukke buen som vises mellom dem. Prosessene med lysbueutryddelse, så vel som forbrenning, er forskjellige for vekslende og direkte strømmer. Dette bestemmes av det faktum at strømmen i lysbuen i første tilfelle går gjennom null hver halvsyklus. I disse øyeblikkene stopper energiutløsningen i buen, og buen slukker spontant hver gang, og lyser deretter opp igjen.

I praksis blir strømmen i buen nær null noe tidligere enn å passere gjennom , siden når strømmen synker, reduseres energien som leveres til buen, temperaturen på buen synker, og den termiske ioniseringen stopper. Samtidig pågår deioniseringsprosessen intenst i lysbuen. Hvis du for øyeblikket åpner og åpner kontaktene raskt, kan det hende at det ikke oppstår en elektrisk sammenbrudd, og kretsen kobles fra uten lysbue. I praksis er det imidlertid ekstremt vanskelig å gjøre, og derfor blir det iverksatt spesielle tiltak for å akselerere lysbue-slukking, som sikrer avkjøling av lysbueområdet og en reduksjon i antall ladede partikler.

Som et resultat av avionisering øker den elektriske styrken til gapet gradvis, og samtidig øker gjenvinningsspenningen på den. Det avhenger av forholdet mellom disse verdiene om det vil lyse opp for neste halvdel av lysbueperioden eller ikke. Hvis den elektriske styrken til gapet øker raskere og viser seg å være mer enn gjenopprettingsspenningen, vil ikke lysbuen lenger tennes, ellers vil stabil brenning av buen være sikret. Den første tilstanden bestemmer problemet med lysbueutryddelse.

Bruk brytere til å bytte enheter ulike måter lysbueutryddelse.

Bueutvidelse

Hvis kontaktene avviker under frakobling av den elektriske kretsen, strekker den oppståtte buen seg. Samtidig forbedres kjøleforholdene til lysbuen, siden overflaten øker og det kreves større spenning for forbrenning.

Inndeling av en lang bue i en serie med korte buer

Hvis buen som dannes ved å åpne kontaktene er delt inn i K av korte buer, for eksempel ved å stramme den til et metallgitter, vil den gå ut. Buen trekkes vanligvis inn i et metallgitter under påvirkning av et elektromagnetisk felt indusert av virvelstrømmer i gitterplatene. Denne metoden for lysutryddelse er mye brukt i svitsjeanordninger for spenning under 1 kV, spesielt i automatiske luftbrytere.

Smal lysbueavkjøling

Liten bueutryddelse blir lagt til rette. Derfor brukes svitsjekamre med langsgående spalter mye i svitsjeanordninger (aksen til en slik spalte sammenfaller i retningen med buenakselens akse). Et slikt gap dannes vanligvis i kammer av isolerende lysbue-resistente materialer. På grunn av lysbuenes kontakt med kalde overflater, foregår dens intense avkjøling, diffusjon av ladede partikler i miljøet og følgelig rask avionisering.

I tillegg til spor med plane parallelle vegger, brukes også spor med ribber, fremspring, forlengelser (lommer). Alt dette fører til deformasjon av bueskaftet og bidrar til en økning i kontaktområdet med kale vegger i kammeret.

Tilbaketrekking av buen til smale spor skjer vanligvis under påvirkning av et magnetfelt som samspiller med buen, som kan betraktes som en leder med strøm.

Et eksternt magnetfelt for å bevege buen er ofte gitt av en spole seriekoblet med kontaktene mellom buen oppstår. Bueutryddelse i smale spor brukes i enheter for alle spenninger.

Høytrykksbueutryddelse

Ved en konstant temperatur avtar ioniseringsgraden av gassen med økende trykk, mens den termiske ledningsevnen til gassen øker. Andre ting som er like, fører til økt kjøling av lysbuen. Bueutryddelse ved bruk av høyt trykk skapt av samme bue i tett lukkede kammer, er mye brukt i sikringer og en rekke andre enheter.

Bueutryddelse i olje

Hvis effektbryterkontaktene plasseres i olje, fører buen som oppstår når de åpnes, til intensiv fordamping av oljen. Som et resultat dannes en gassboble (skall) rundt lysbuen, bestående hovedsakelig av hydrogen (70 ... 80%), samt oljedamp. Gasser som slippes ut med høy hastighet trenger direkte inn i bueskaftets område, forårsaker blanding av kald og varm gass i boblen, gir intensiv avkjøling og følgelig avionisering av lysbuen. I tillegg øker gassens avioniseringsevne trykket som skapes av den raske nedbrytningen av oljen i boblen.

Intensiteten til prosessen med å slukke lysbuen i olje er jo høyere, jo nærmere buen kommer i kontakt med oljen og oljen beveger seg raskere i forhold til lysbuen. Gitt dette, er buegapet begrenset av en lukket isolasjonsanordning - et lysbuekammer. I disse kamrene dannes en tettere kontakt mellom oljen og buen, og ved hjelp av isolasjonsplater og eksoshull dannes det arbeidskanaler som bevegelsen av olje og gasser skjer, noe som gir intensiv blåsing (sprengning) av lysbuen.

Buekamre i henhold til handlingsprinsippet er delt inn i tre hovedgrupper: med autoblåsing, når høyt trykk og gasshastighet i buesonen skapes på grunn av energien som frigjøres i lysbuen, med tvungen oljesprengning ved hjelp av spesielle pumpende hydrauliske mekanismer, med magnetisk bråkjøling i olje, buen under påvirkning av et magnetfelt beveger seg i smale spor.

De mest effektive og enkle avbryterskamrene med autoblåsing. Avhengig av plasseringen av kanalene og eksosåpningene, skilles det i kammer hvor intensiv blåsing av strømmen av gassdampblandingen og oljen tilveiebringes langs buen (langsgående eksplosjon) eller over buen (tverrgående eksplosjon). Fremgangsmåtene for å slukke lysbuen er mye brukt i effektbrytere for spenninger over 1 kV.

Andre måter å slukke en lysbue på enheter med spenning over 1 kV

I tillegg til de ovennevnte metodene for å slukke lysbuen, bruk også: trykkluftflyten som buen blåses langs eller på tvers av, gir intensiv avkjøling (andre gasser brukes ofte i stedet for luft, ofte hentet fra faste gassgenererende materialer - fiber, vinylplast, etc. - på grunn av deres nedbrytning av selve den brennende buen), SF6 (svovelheksafluorid) ), som har en høyere elektrisk styrke enn luft og hydrogen, som et resultat av at buen brenner i denne gassen, selv kl atmosfærisk trykk en svært sjeldent gass (vakuum) slukkes raskt når kontaktene åpnes, der lysbuen ikke lyser opp igjen (slukker) etter den første passasjen av strømmen gjennom null.

Nyere publikasjoner

  • En elektrisk lysbue (voltaisk lysbue, lysbueutladning) er et fysisk fenomen, en av typene elektrisk utladning i en gass.

    Det ble først beskrevet i 1802 av den russiske forskeren V. Petrov i boken "Nyhetene om de galvanisk-voltaiske eksperimentene med det enorme batteriet, noen ganger bestående av 4200 kobber- og sinkirkler" (St. Petersburg, 1803). En elektrisk lysbue er et spesielt tilfelle av den fjerde formen for et stoffs tilstand - plasma - og består av en ionisert, elektrisk kvasi-nøytral gass. Tilstedeværelsen av gratis elektriske ladninger sikrer ledningsevnen til den elektriske lysbuen.

    En elektrisk lysbue mellom to elektroder i luft ved atmosfæretrykk blir dannet som følger:

    Når spenningen mellom de to elektrodene øker til et visst nivå i luften, oppstår det et elektrisk sammenbrudd mellom elektrodene. Den elektriske sammenbruksspenningen avhenger av avstanden mellom elektrodene og andre faktorer. Ioniseringspotensialet til det første elektronet av metallatomer er omtrent 4,5 - 5 V, og buespenningen er dobbelt så høy (9 - 10 V). Det er påkrevd å bruke energi på elektronutgangen fra metallatomene til den ene elektroden og på ioniseringen av atomet til den andre elektroden. Prosessen fører til dannelse av plasma mellom elektrodene og forbrenningen av lysbuen (til sammenligning: minste spenning for dannelse av en gnistutladning overstiger litt elektronutgangspotensialet - opp til 6 V).

    For å starte et sammenbrudd ved den eksisterende spenningen bringes elektrodene nærmere hverandre. Under sammenbruddet mellom elektrodene oppstår vanligvis en gnistutladning som puls lukker den elektriske kretsen.

    Elektroner i gnistutladninger ioniserer molekyler i luftspalten mellom elektrodene. Med tilstrekkelig spenningskildeeffekt i luftgapet dannes en tilstrekkelig mengde plasma for et betydelig fall i nedbrytningsspenningen eller motstanden til luftgapet. I dette tilfellet blir gnistutladninger om til en lysbueutladning - en plasmasnor mellom elektrodene, som er en plasmatunnel. Den resulterende lysbuen er faktisk en leder og lukker den elektriske kretsen mellom elektrodene. Som et resultat øker den gjennomsnittlige strømmen enda mer, og oppvarmer lysbuen til 5000-50000 K. I dette tilfellet antas det at tenningen av buen er fullført. Etter antennelse sikres stabil bueforbrenning ved termisk emisjon fra katoden, oppvarmet av strøm og ionebombardement.

    Interaksjonen mellom elektrodene og buenes plasma fører til oppvarming, delvis smelting, fordampning, oksidasjon og andre typer korrosjon.

    Etter tenning kan lysbuen forbli stabil når de elektriske kontaktene er utvannet til en viss avstand.

    Når du bruker høyspennings elektriske installasjoner, der utseendet til en elektrisk lysbue er uunngåelig, utføres kampen mot den ved hjelp av elektromagnetiske spoler kombinert med lysbue kamre. Blant andre metoder er bruk av vakuum-, luft-, gass- og oljekretsbrytere kjent, så vel som metoder for å lede strøm til en midlertidig belastning som uavhengig bryter den elektriske kretsen.

Hei til alle besøkende på bloggen min. Temaet for dagens artikkel er beskyttelse mot elektrisk lysbue og elektrisk lysbue. Temaet er ikke tilfeldig, jeg skriver fra Sklifosovsky sykehus. Gjett hvorfor?

Hva er en elektrisk lysbue

Dette er en av typene elektrisk utladning i en gass (fysisk fenomen). Det kalles også - Bueutladning eller Volta bue. Består av en ionisert, elektrisk kvasi-nøytral gass (plasma).

Det kan oppstå mellom to elektroder med økende spenning mellom seg, eller nærmer seg hverandre.

Kort om egenskaper: temperaturen på en elektrisk lysbue, fra 2500 til 7000 ° С. Ikke en liten temperatur, men. Samspillet av metaller med plasma fører til oppvarming, oksidasjon, smelting, fordampning og andre typer korrosjon. Ledsaget av lysstråling, eksplosive og sjokkbølger, ultrahøye temperaturer, brann, ozon og karbondioksid.

Det er mye informasjon på Internett om hva en elektrisk lysbue er, hva er dens egenskaper, hvis du er interessert i flere detaljer, se. For eksempel på ru.wikipedia.org.

Nå om ulykken min. Det er vanskelig å tro, men for to dager siden kom jeg direkte inn i dette fenomenet, og det var mislykket. Det var slik: 21. november, på jobb, fikk jeg beskjed om å lage ledningene til armaturene i en koblingsboks, og deretter koble dem til nettverket. Det var ingen problemer med ledningene, men da jeg kom inn i skjoldet, var det noen problemer. Det er synd at androiden glemte huset hans, ikke tok et bilde av det elektriske panelet, ellers ville det være mer oversiktlig. Kanskje jeg skal gjøre det igjen når jeg kommer på jobb. Så skjoldet var veldig gammelt - 3 faser, null buss (det er også jording), 6 automatiske maskiner og en pakkebryter (alt ser ut til å være enkelt), staten opprinnelig inspirerte ikke til tillit. Jeg slet lenge med nulldekket, siden alle boltene var rustne, hvoretter jeg enkelt satte fasen på maskinen. Alt er i orden, jeg sjekket lampene, de fungerer.

Etter at jeg kom tilbake til skjoldet for å legge ledningene pent, lukke den. Jeg vil merke at det elektriske panelet var i en høyde av ~ 2 meter, i en smal passasje og for å komme til det, brukte jeg en trappstige (stige). Når jeg la ledningene, fant jeg gnister på kontaktene til andre maskiner, noe som forårsaket blink av lamper. Følgelig utvidet jeg alle kontaktene og fortsatte å inspisere de gjenværende ledningene (for å gjøre det en gang og ikke komme tilbake til dette lenger). Etter å ha oppdaget at den ene kontakten på posen har høy temperatur, bestemte jeg meg for å utvide den også. Han tok en skrutrekker, lente seg mot skruen, snudde, smell! Det var en eksplosjon, en blitz, jeg ble kastet tilbake, traff veggen, jeg falt på gulvet, ingenting var synlig (forblendet), skjoldet sluttet ikke å eksplodere og surret. Hvorfor beskyttelsen ikke fungerte, vet jeg ikke. Da jeg følte fallende gnister, skjønte jeg at jeg måtte komme meg ut. Valgt ved berøring, gjennomgang. Etter å ha kommet seg ut av denne trange passasjen, begynte han å ringe partneren sin. Allerede i det øyeblikket følte jeg at noe var galt med høyre hånd (jeg holdt en skrutrekker for henne), fryktelige smerter føltes.

Sammen med partneren min bestemte vi oss for at vi måtte løpe til førstehjelpsposten. Hva som skjedde videre, tror jeg det ikke er verdt å fortelle, de har nettopp brutt til sykehuset. Jeg vil aldri glemme den forferdelige lyden fra en lang kortslutning - kløe av surr.

Nå er jeg på sykehuset, jeg har en slitasje i kneet, leger tror at jeg ble sjokkert, dette er veien ut, så de ser på hjertet. Men jeg tror at jeg ikke ble sjokkert, og forbrenningen på armen min var forårsaket av en elektrisk lysbue som oppsto under kretsløpet.

Hva som skjedde der, hvorfor stengingen skjedde, vet jeg ennå ikke, tror jeg, når skruen ble dreid, beveget kontakten seg selv og fasefasestengingen skjedde, eller det var en bar ledning bak batchbryteren og når skruen nærmet seg elektrisk lysbue. Jeg vil finne ut senere om de finner ut av det.

Jævla, gikk på bandasjen, så ristet hånden på at jeg skriver med en igjen nå)))

Jeg tok ikke bilder uten bandasjer; det er ikke et veldig hyggelig syn. Jeg vil ikke skremme nybegynnere elektrikere ....

Hva er beskyttelsestiltakene mot en elektrisk lysbue som kan beskytte meg? Etter å ha analysert Internett, så jeg at det mest populære middelet til å beskytte mennesker i elektriske installasjoner mot en elektrisk lysbue er en varmebestandig drakt. I Nord-Amerika er spesielle Siemens-maskiner veldig populære, som beskytter både mot en elektrisk lysbue og mot maksimal strøm. I Russland brukes for øyeblikket slike maskiner bare i høyspenningsstasjoner. I mitt tilfelle ville jeg hatt en dielektrisk hanske, men tenk selv hvordan du kobler lysene i dem? Det er veldig ubehagelig. Jeg anbefaler også å bruke vernebriller for å beskytte øynene.

I elektriske installasjoner utføres kampen mot den elektriske lysbuen ved hjelp av vakuum- og oljebrytere, samt ved bruk av elektromagnetiske spoler sammen med lysbue kamre.

Er det alt? Ikke! Den mest pålitelige måten å beskytte deg mot en elektrisk lysbue er, etter min mening, stress lettelse . Jeg vet ikke om deg, men jeg vil ikke jobbe under spenning lenger ...

Dette er artikkelen min elektrisk lysbue og lysbue beskyttelse endene. Har du noe å supplere? Legg igjen en kommentar.

17. januar 2012 klokka 10.00

Når den elektriske kretsen åpnes, oppstår en elektrisk utladning i form av en elektrisk lysbue. For utseendet til en elektrisk lysbue er det nok at spenningen ved kontaktene er høyere enn 10 V med en strøm i kretsen på omtrent 0,1 A eller mer. Ved betydelige spenninger og strømmer kan temperaturen inne i buen nå 10 ... 15 tusen ° C, som et resultat av at kontaktene og strømførende deler smelter.

Ved spenninger på 110 kV og høyere kan buelengden nå flere meter. Derfor er en elektrisk lysbue, spesielt i kraftige kraftkretser, for en spenning over 1 kV en stor fare, selv om alvorlige konsekvenser kan være i installasjoner med en spenning under 1 kV. Som et resultat av dette må den elektriske lysbuen begrenses så mye som mulig og raskt slukkes i kretser for spenning både over og under 1 kV.

Årsaker til elektrisk lysbue

Prosessen med dannelse av elektrisk lysbue kan forenkles som følger. Hvis kontaktene avviker, reduseres kontakttrykket og følgelig kontaktflaten, overgangsmotstanden (strømtetthet og temperatur øker) - lokal (i visse deler av kontaktområdet) overoppheting starter, noe som deretter bidrar til termisk emisjon, når elektronhastigheten øker under påvirkning av høy temperatur og de bryte ut fra overflaten av elektroden.

I øyeblikket av kontaktdivergens, det vil si en åpen krets, gjenopprettes spenningen raskt på kontaktgapet. Siden avstanden mellom kontaktene er liten, oppstår et elektrisk felt med høyspenning, under påvirkning av hvilke elektroner som bryter ut fra overflaten til elektroden. De akselererer i et elektrisk felt, og ved innvirkning i et nøytralt atom gir deres kinetiske energi til det. Hvis denne energien er nok til å rive minst ett elektron fra skallet til et nøytralt atom, skjer ioniseringsprosessen.

De resulterende frie elektronene og ionene utgjør plasmaet i lysbuen, det vil si den ioniserte kanalen der buen brenner og kontinuerlig bevegelse av partikler. I dette tilfellet beveger negativt ladede partikler, først og fremst elektroner, seg i en retning (mot anoden), og atomer og gassmolekyler som mangler en eller flere elektroner - positivt ladede partikler - i motsatt retning (mot katoden). Plasmakonduktiviteten er nær konduktiviteten til metaller.

En stor strøm strømmer i lysbuen og det opprettes en høy temperatur. Denne temperaturen på buetrønden fører til termisk ionisering, prosessen med dannelse av ioner på grunn av kollisjon av molekyler og atomer med høy kinetisk energi med høye hastigheter for deres bevegelse (molekylene og atomene i mediet der buen brenner forfall til elektroner og positivt ladede ioner). Intensiv termisk ionisering opprettholder høy plasma-ledningsevne. Derfor er spenningsfallet langs buens lengde lite.

To prosesser skjer kontinuerlig i en elektrisk lysbue: i tillegg til ionisering, også deionisering av atomer og molekyler. Det siste skjer hovedsakelig gjennom diffusjon, det vil si overføring av ladede partikler i miljøet, og rekombinasjon av elektroner og positivt ladede ioner, som gjenforenes til nøytrale partikler med frigjøring av energi brukt på forfallet. I dette tilfellet fjernes varme til omgivelsene.

Dermed kan tre stadier av prosessen som blir vurdert skilles: buetennelse, når, på grunn av slag ionisering og elektronutslipp fra katoden, begynner en lysbueutladning og ioniseringsintensiteten er høyere enn avionisering, stabil lysbueforbrenning, understøttet av termisk ionisering i lysbuen, når ioniserings- og avioniseringsintensiteten er den samme, utryddelse av buen når intensiteten av avionisering er høyere enn ionisering.

Buen slukkemetoder for å bytte elektriske apparater

For å koble fra elementene i den elektriske kretsen og utelukke skader på koblingsapparatet, er det ikke bare nødvendig å åpne kontaktene, men også å slukke buen som vises mellom dem. Prosessene med lysbueutryddelse, så vel som forbrenning, er forskjellige for vekslende og direkte strømmer. Dette bestemmes av det faktum at strømmen i lysbuen i første tilfelle går gjennom null hver halvsyklus. I disse øyeblikkene stopper energiutløsningen i buen, og buen slukker spontant hver gang, og lyser deretter opp igjen.

I praksis blir strømmen i buen nær null noe tidligere enn å passere gjennom , siden når strømmen synker, reduseres energien som leveres til buen, temperaturen på buen synker, og den termiske ioniseringen stopper. Samtidig pågår deioniseringsprosessen intenst i lysbuen. Hvis du for øyeblikket åpner og åpner kontaktene raskt, kan det hende at det ikke oppstår en elektrisk sammenbrudd, og kretsen kobles fra uten lysbue. I praksis er det imidlertid ekstremt vanskelig å gjøre, og derfor blir det iverksatt spesielle tiltak for å akselerere lysbue-slukking, som sikrer avkjøling av lysbueområdet og en reduksjon i antall ladede partikler.

Som et resultat av avionisering øker den elektriske styrken til gapet gradvis, og samtidig øker gjenvinningsspenningen på den. Det avhenger av forholdet mellom disse verdiene om det vil lyse opp for neste halvdel av lysbueperioden eller ikke. Hvis den elektriske styrken til gapet øker raskere og viser seg å være mer enn gjenopprettingsspenningen, vil ikke lysbuen lenger tennes, ellers vil stabil brenning av buen være sikret. Den første tilstanden bestemmer problemet med lysbueutryddelse.

I bytteanordninger bruker du forskjellige metoder for å slukke lysbuen.

Bueutvidelse

Hvis kontaktene avviker under frakobling av den elektriske kretsen, strekker den oppståtte buen seg. Samtidig forbedres kjøleforholdene til lysbuen, siden overflaten øker og det kreves større spenning for forbrenning.

Inndeling av en lang bue i en serie med korte buer

Hvis buen som dannes ved å åpne kontaktene er delt inn i K av korte buer, for eksempel ved å stramme den til et metallgitter, vil den gå ut. Buen trekkes vanligvis inn i et metallgitter under påvirkning av et elektromagnetisk felt indusert av virvelstrømmer i gitterplatene. Denne metoden for lysutryddelse er mye brukt i svitsjeanordninger for spenning under 1 kV, spesielt i automatiske luftbrytere.

Smal lysbueavkjøling

Liten bueutryddelse blir lagt til rette. Derfor brukes svitsjekamre med langsgående spalter mye i svitsjeanordninger (aksen til en slik spalte sammenfaller i retningen med buenakselens akse). Et slikt gap dannes vanligvis i kammer av isolerende lysbue-resistente materialer. På grunn av lysbuenes kontakt med kalde overflater, foregår dens intense avkjøling, diffusjon av ladede partikler i miljøet og følgelig rask avionisering.

I tillegg til spor med plane parallelle vegger, brukes også spor med ribber, fremspring, forlengelser (lommer). Alt dette fører til deformasjon av bueskaftet og bidrar til en økning i kontaktområdet med kale vegger i kammeret.

Tilbaketrekking av buen til smale spor skjer vanligvis under påvirkning av et magnetfelt som samspiller med buen, som kan betraktes som en leder med strøm.

Et eksternt magnetfelt for å bevege buen er ofte gitt av en spole seriekoblet med kontaktene mellom buen oppstår. Bue-slukking i smale spor brukes i apparater for alle spenninger.

Høytrykksbueutryddelse

Ved en konstant temperatur avtar ioniseringsgraden av gassen med økende trykk, mens den termiske ledningsevnen til gassen øker. Andre ting som er like, fører til økt kjøling av lysbuen. Bueutryddelse ved bruk av høyt trykk skapt av samme bue i tett lukkede kammer, er mye brukt i sikringer og en rekke andre enheter.

Bueutryddelse i olje

Hvis effektbryterkontaktene plasseres i olje, fører buen som oppstår når de åpnes, til intensiv fordamping av oljen. Som et resultat dannes en gassboble (skall) rundt lysbuen, bestående hovedsakelig av hydrogen (70 ... 80%), samt oljedamp. Gasser som slippes ut med høy hastighet trenger direkte inn i bueskaftets område, forårsaker blanding av kald og varm gass i boblen, gir intensiv avkjøling og følgelig avionisering av lysbuen. I tillegg øker gassens avioniseringsevne trykket som skapes av den raske nedbrytningen av oljen i boblen.

Intensiteten til prosessen med å slukke lysbuen i olje er jo høyere, jo nærmere buen kommer i kontakt med oljen og oljen beveger seg raskere i forhold til lysbuen. Gitt dette, er buegapet begrenset av en lukket isolasjonsanordning - et lysbuekammer. I disse kamrene dannes en tettere kontakt mellom oljen og buen, og ved hjelp av isolasjonsplater og eksoshull dannes det arbeidskanaler som bevegelsen av olje og gasser skjer, noe som gir intensiv blåsing (sprengning) av lysbuen.