Ako uhasiť elektrický oblúk v elektrických zariadeniach
Prerušenie elektrického obvodu prístroja je proces prechodu spínacieho telesa prístroja zo stavu vodiča elektrického prúdu do stavu nevodivého (dielektrika).
Aby bol oblúk zhasnutý, je potrebné, aby deionizačné procesy prevyšovali ionizačné procesy. Na zhasnutie oblúka je potrebné vytvoriť podmienky, v ktorých pokles napätia na oblúku prekročí napätie dodávané napájacím zdrojom.
Nútený pohyb vzduchu
Zhášanie oblúka v prúde stlačeného vzduchu produkovaného kompresorom je veľmi účinné. Takéto hasenie sa nepoužíva v nízkonapäťových zariadeniach, pretože oblúk je možné uhasiť jednoduchším spôsobom bez použitia špeciálneho zariadenia na stlačenie vzduchu.
Na zhasnutie oblúka, najmä pri kritických prúdoch (keď nastanú podmienky na zhasnutie elektrického oblúka, nazývajú sa kritické), sa používa nútený fúkanie vzduchu vytvárané časťami pohyblivého systému pri pohybe počas procesu vypínania.
Zhášanie oblúka v kvapaline, napríklad v transformátorovom oleji, je veľmi efektívne, pretože vznikajúce plynné produkty rozkladu oleja pri vysokej teplote elektrického oblúka intenzívne deionizujú oblúkový valec. Ak sú kontakty odpojovacieho zariadenia umiestnené v oleji, potom oblúk, ktorý vznikol počas otvárania, vedie k intenzívnej tvorbe plynu a odparovaniu oleja. Okolo oblúka sa vytvorí plynová bublina, ktorá pozostáva hlavne z vodíka. Rýchly rozklad oleja vedie k zvýšeniu tlaku, čo prispieva k lepšiemu chladeniu oblúka a deionizácii. Vzhľadom na zložitosť konštrukcie sa tento spôsob zhášania oblúka nepoužíva v nízkonapäťových zariadeniach.
Zvýšený tlak plynu uľahčuje uhasenie oblúka, pretože zvyšuje prenos tepla. Zistilo sa, že charakteristiky napätia oblúka v rôznych plynoch pri rôznych tlakoch (vyšších ako atmosférických) budú rovnaké, ak tieto plyny budú mať rovnaké koeficienty prestupu tepla konvekciou.
Hasenie pod zvýšeným tlakom sa vykonáva v uzavretých kazetových poistkách bez náplne radu PR.
Elektrodynamický účinok na oblúk. Pri prúdoch nad 1 A majú elektrodynamické sily vyskytujúce sa medzi oblúkom a susednými živými časťami hlavný vplyv na zhášanie oblúka.Je vhodné ich považovať za výsledok interakcie prúdu oblúka a magnetického poľa vytvoreného prúdom prechádzajúcim živými časťami. Najjednoduchší spôsob, ako vytvoriť magnetické pole, je správne umiestniť elektródy, medzi ktorými horí oblúk.
Pre úspešné vytvrdnutie je potrebné, aby sa vzdialenosť medzi elektródami postupne zväčšovala v smere jeho pohybu. Pri nízkych prúdoch nie sú nežiaduce žiadne, dokonca ani veľmi malé kroky (výška 1 mm), pretože oblúk môže byť oneskorený na ich okraji.
Magnetická výplň. Ak nie je možné dosiahnuť chladenie správnym usporiadaním prúdovodných častí s použitím prijateľných kontaktných riešení, potom aby sa príliš nezvýšilo, používa sa takzvané magnetické chladenie. Ak to chcete urobiť, v oblasti, kde horí dúha, vytvorte magnetické pole pomocou permanentného magnetu alebo elektromagnetu, ktorého cievka na zhášanie oblúka je zapojená do série s hlavným obvodom Niekedy je magnetické pole vytvorené prúdovou slučkou zosilnené špeciálnymi oceľovými časťami. Magnetické pole nasmeruje oblúk v požadovanom smere.
So sériovo zapojenou zhášacou cievkou oblúka zmena smeru prúdu v hlavnom obvode nemá za následok zmenu smeru pohybu oblúka. S permanentným magnetom sa oblúk bude pohybovať rôznymi smermi v závislosti od smeru prúdu v hlavnom obvode. Konštrukcia oblúkového žľabu to bežne neumožňuje. Potom môže zariadenie pracovať v jednom smere prúdu, čo je značné nepohodlie. Toto je hlavná nevýhoda konštrukcie s permanentným magnetom, ktorá je jednoduchšia, kompaktnejšia a lacnejšia ako konštrukcia oblúkovej cievky.
Spôsob, ako uhasiť oblúk pomocou sériovo zapojenej cievky, spočíva v tom, že najvyššia intenzita poľa by mala byť vytvorená pri kritických prúdoch, ktoré sú malé. Pole zhášania oblúka sa zväčšuje iba pri vysokých prúdoch, keď je možné sa bez neho zaobísť, pretože elektrodynamické sily sa stanú dostatočne významnými na to, aby sfúkli oblúk.
Magnetické tlmenie je široko používané v zariadeniach navrhnutých pre normálny atmosférický tlak. V automatických vzduchových spínačoch pre napätie do 600 V (okrem vysokorýchlostných) sa nepoužívajú zhášacie cievky, pretože ide predovšetkým o ručne ovládané zariadenia a je ľahké pre ne vytvoriť dostatočne veľkú kontaktnú medzeru. Často sa však používa vystuženie poľa oceľovými svorkami prekrývajúcimi živé časti. Používajú sa cievky na zhášanie oblúka jednopólové elektromagnetické stykače jednosmerný prúd, pretože kontaktné riešenie sa musí veľmi zmenšiť, aby sa predišlo použitiu príliš veľkého zaťahovacieho elektromagnetu.