Какие проблемы возникают при коммутации электрических сетей?
При разрыве электрической цепи между контактами образуется электрическая дуга. Температура внутри нее достигает 15 тыс. °C, что разрушает контакты выключателей и контакторов. Поэтому важно эффективно гасить дугу.
Почему электрическая дуга возникает в сетях переменного и постоянного тока?
Электрическая дуга горит в обоих типах сетей. В цепях переменного тока она гасится при прохождении тока через ноль, после чего снова зажигается благодаря процессу ионизации. Для прекращения горения нужно обеспечить преобладание деионизации над ионизацией.
Какие существуют способы гашения электрической дуги?
Для эффективного гашения дуги применяют:
- Охлаждение дуги, снижающее интенсивность термоионизации;
- Удлинение дуги специальными контактами, однако этот метод эффективен лишь до напряжения 1 кВ;
- Разделение дуги на короткие участки с помощью дугогасительных камер, содержащих металлические пластины, создающие воздушные промежутки и магнитное поле от вихревых токов.
Как работают дугогасительные камеры и контакты?
Камеры с узкими щелями параллельно стволу дуги обеспечивают быстрое охлаждение и гашение. Магнитное дутье создается специальной электромагнитной катушкой, притягивающей дугу к стенкам щели. Эти решения широко применяются в бытовых автоматических выключателях.
Какие методы гашения дуги используются в высоковольтных выключателях?
- Вакуумные выключатели: отсутствие газа предотвращает возникновение ионизации, дуга не появляется при размыкании контактов.
- Масляные выключатели: охлаждение дуги осуществляется за счет газового пузыря, образующегося из масла, что ускоряет деионизацию и гашение.
- Выключатели с воздушным дутьем: охлаждение достигается потоком сжатого воздуха или газовой смеси.
- Элегазовые выключатели: используют шестифтористую серу (элегаз), обладающий высокой электрической прочностью, превосходящей воздух.
Где применяется борьба с электрической дугой?
Методы гашения дуги минимизируют ее разрушительное воздействие при отключении нагрузки. Несмотря на использование дуги в созидательных целях, например в электродуговой сварке, указанные подходы остаются актуальными для защиты оборудования.
