Cum funcționează stingerea arcului în întrerupătoare

Tipuri de dispozitive de stingere a arcului în întrerupătoare

Întrerupătorul trebuie să asigure stingerea arcului în toate condițiile posibile ale rețelei.

Două versiuni de dispozitive de stingere a arcului și-au găsit aplicație în întrerupătoarele - semiînchise și deschise.

În varianta semiînchisă, întrerupătorul este acoperit de o carcasă cu orificii pentru evacuarea gazelor fierbinți. Volumul carcasei este suficient de mare pentru a evita suprapresiunile mari în interiorul carcasei. În versiunea semiînchisă, zona de emisie de gaze fierbinți și ionizate se află de obicei la câțiva centimetri de orificiile de evacuare. Această soluție de proiectare este utilizată în întrerupătoarele automate instalate lângă alte dispozitive, în aparate de distribuție, în mașinile acționate manual. Un întrerupător limitator de curent nu depășește 50 kA.

La curenți de 100 kA și mai mari, camerele deschise cu o zonă mare de descărcare sunt utilizate în întrerupătoarele.Designul semiînchis este utilizat, de regulă, în mașini automate de asamblare și universale, deschise — în mașini de mare viteză și automate pentru curenți limită mari (100 kA și mai mult) sau tensiuni înalte (peste 1000 V).

Metode de stingere a arcului electric în instalații și întrerupătoare universale

În întreruptoarele de circuit pentru utilizare în masă (instalare și universale), este utilizată pe scară largă o grilă cu arc deionic din plăci de oțel. În măsura în care întreruptoarele de circuit trebuie să funcționeze atât pe AC cât și DC, numărul de plăci este selectat de condiția de declanșare circuit de curent constant... Fiecare pereche de plăci trebuie să aibă o tensiune mai mică de 25 V.

În circuitele de curent alternativ cu o tensiune de 660 V, astfel de dispozitive cu arc asigură stingerea arcului cu un curent de până la 50 kA. În curent continuu, aceste dispozitive funcționează la tensiuni de până la 440 V și întrerup curenți de până la 55 kA. Cu stingerea arcului din tablă de oțel, stingerea este silențioasă, cu eliberare minimă de gaze ionizate și încălzite din stingerea arcului.

Tipuri de camere cu arc de întrerupător

Pentru curenți mari, se folosesc camere cu fante labirint și camere cu fante longitudinale drepte. Arcul este tras în fantă prin suflare magnetică cu o bobină de curent.

O cameră cu fante longitudinale poate avea mai multe fante paralele de secțiune transversală constantă. Acest lucru reduce rezistența aerodinamică a camerei și facilitează intrarea arcului de curent înalt în fante. În primul rând, arcul este împărțit într-o serie de fibre paralele. Dar apoi, dintre toate ramurile paralele, rămâne doar una, în care se produce în sfârșit dispariția. Pereții camerei și pereții despărțitori sunt din azbociment.

În camera cu fantă a labirintului, intrarea treptată a arcului în fanta în zig-zag nu creează rezistență mare la curenți mari. Un interval îngust crește gradientul de tensiune în arc, ceea ce reduce lungimea necesară a arcului pentru stingere. Forma în zig-zag a fantei reduce dimensiunea mașinii.

În camera cu fantă labirint, arcul este răcit intens de pereții camerei.Datorită faptului că arcul emite o cantitate mare de căldură pe pereții fantei, materialul camerei trebuie să aibă o temperatură ridicată. conductivitate și punctul de topire.

Pentru a preveni distrugerea camerei de temperatură ridicată, este necesar să mențineți arcul în mișcare continuă la o viteză mare. Acest lucru necesită crearea unui câmp magnetic puternic de-a lungul întregului traseu al arcului în fantă. Dacă viteza este insuficientă, dispozitivul de stingere a arcului este distrus.

Cordierita este folosită ca material pentru cameră. Materialele care formează gaze, cum ar fi fibrele, sticla organică nu sunt folosite din cauza rezistenței aerodinamice crescute.

În prezent, pentru a simplifica designul (respingând sistemele de detonare magnetică puternice și complexe), se întorc la ideea unei rețele de oțel deion. Plăcile de oțel cu o canelură pentru contactele arcului creează o forță care mișcă arcul. Spre deosebire de o grilă convențională, arcul este în contact cu plăci izolate de oțel: stingerea are loc în același mod ca într-o cameră cu pereți izolatori transversali, dar fără un sistem magnetic special care să miște arcul.

Influența unui arc electric asupra întrerupătoarelor automate de contact

Cea mai critică parte a unui întrerupător automat sunt contactele.La curenți nominali de până la 200 A în modul automat, întreruptoarele folosesc o pereche de contacte, care poate fi căptușită cu ceramică metalică pentru a crește rezistența arcului.

Curenții nominali mari necesită aplicarea automată a întrerupătoarelor de contact în două trepte de tip punte mobilă sau a unei perechi de contacte principale și de arc. Contactele principale ale întreruptoarelor sunt căptușite cu argint sau metal-ceramic (argint, nichel, grafit). Contactul cu arc fix este acoperit cu ceramică metalică SV-50 (argint, wolfram), SN-29GZ detașabil. Cermet și alte mărci sunt utilizate în întrerupătoarele automate.

În întrerupătoarele pentru curenți nominali mari, se utilizează includerea mai multor perechi paralele de contacte principale.

La întreruptoarele de circuit de mare viteză, pentru a-și reduce propriul timp, se folosesc numai contacte de capăt cu imersie scăzută. Contactele sunt din cupru, iar suprafețele de contact sunt argintii. Datorită creșterii curentului nominal și rezistenței de contact relativ ridicate a întrerupătoarelor automate, în prezent se lucrează la răcirea artificială a contactelor cu ajutorul unui lichid. Această soluție la problemă vă permite să mențineți greutatea și performanța scăzute. întrerupător și crește curentul continuu de la 2500 la 10000 A.

Stabilitatea contactelor întrerupătoarelor automate în caz de scurtcircuit

Stabilitatea contactelor întreruptorului când sunt pornite pt scurt circuit depinde de viteza de creștere a presiunii în contacte. Când amplitudinea curentului inclus este mai mare de 30-40 kA, se folosesc mașini cu acțiune de moment, în care viteza de mișcare a contactelor și presiunea din acestea nu depind de viteza de mișcare a mânerului comutatorului.

În întrerupătoarele universale selective, se creează o întârziere deliberată atunci când curge un curent de scurtcircuit.

Pentru a evita sudarea contactelor întreruptorului, trebuie aplicată compensarea electrodinamică. Atunci când curentul curge într-un circuit de arc către un conductor care poartă un întrerupător de contact fix cu arc, acționează o forță electrodinamică, crescând presiunea asupra contactelor.