Виникнення електричної дуги ввакуумні вимикачів першу чергу тісно пов'язана з такими фізичними процесами:
1. Явища до і після перетину нуля струму
Природа електричної дуги:Коли автоматичний вимикач розриває ланцюг, у момент роз’єднання контактів щільність струму між контактами є надзвичайно високою, що спричиняє випаровування металевого матеріалу та утворення плазми пари металу з високою-температурою та високою{1}}щільністю, зберігаючи провідність струму та утворюючи електричну дугу.
Поточний ефект переходу через нуль:Змінний струм природно перетинає нуль один раз на півперіоду. У вакуумі дуга підтримується парами металу до того, як струм перетне нуль; при переході через нуль пара металу швидко зменшується внаслідок дифузії та конденсації, а діелектрична міцність швидко відновлюється.
2. Морфологія та класифікація дуги
Морфологія вакуумної дуги змінюється з величиною струму:
Дифузна дуга (слабкий струм, наприклад, менше кількох тисяч ампер):Дуга розпадається на кілька паралельних крихітних стовпчиків дуги з кількома високошвидкісними рухомими катодними плямами на поверхні катода. Плями надзвичайно малі (мікро-розміру), мають дуже високі температури та постійно випаровують пари металу, щоб підтримувати дугу. У цей час напруга дуги низька, енергія низька, і її легко загасити.
Звужена дуга (великий струм, наприклад, що перевищує критичне значення):Кілька катодних плям сходяться в одну або кілька великих плям, і дуга стає стабільно звуженою. На аноді може з'явитися розплавлена зона або навіть анодна пляма. У цей час напруга дуги висока, енергія велика, що може призвести до збою комутації або серйозного пошкодження контакту.
Формування анодної плями:Коли струм дуже високий або дуга звужена, поверхня анода перегрівається і утворює пару, утворюючи анодне пляма. Це призводить до безперервного викиду металевих парів, що може спричинити збій перемикання у важких випадках.
3. Ключові фактори гасіння дуги
Швидка дифузія та конденсація парів металу:У вакуумі середня довжина вільного пробігу частинок велика, і пари металу та заряджені частинки дифундують у вакуумний простір протягом дуже короткого часу (мікросекунди) після того, як струм перетинає нуль, і конденсуються та поглинаються екрануючою кришкою.
Швидке відновлення діелектричної міцності:Коли струм перетинає нуль, простір між контактами швидко повертається до стану високого вакууму, і здатність витримувати напругу швидко зростає, зазвичай досягаючи від кількох тисяч до десятків тисяч вольт на мікросекунду.
Вплив контактного матеріалу:Використання таких матеріалів, як сплав міді-хрому, який має низькі показники переривання струму, високу провідність, стійкість до ерозії та низький тиск пари, допомагає придушити повторне-займання дуги.
4. Особливі явища та виклики
Поточний феномен подрібнення:При перериванні малих індуктивних струмів (наприклад, струмів двигуна) може виникнути перенапруга через передчасне згасання нестабільної дуги. Це можна пом’якшити шляхом оптимізації контактного матеріалу.
Повторне запалювання після нуля струму:Якщо пари металу між контактами недостатньо розсіюються або напруга відновлення підвищується занадто швидко, може статися пробій діелектрика (порушення ізоляції під високим вакуумом) або тепловий пробій (іонізація залишкової пари), що призведе до несправності перемикання.
Контактна технологія аксіального магнітного поля:-Вакуумні вимикачі високої потужності часто використовують контакти з осьовим магнітним полем, які змушують дугу обертатися та розсіюватися під впливом магнітного поля, запобігаючи концентрації та покращуючи відключаючу здатність.
Резюме
Утворення та підтримка дуги у вакуумному вимикачі залежить від плазми пари металу, тоді як її згасанню сприяє швидке розсіювання пари металу після нульового струму та надзвичайно швидке відновлення діелектричної міцності вакууму. Контактні матеріали, структура (наприклад, керування магнітним полем) і виробничі процеси в конструкції зосереджені на оптимізації поведінки дуги та покращенні відключаючої здатності та надійності.
Автоматичні вимикачі Shaanxi Huadian проходять численні процеси високої точності та екстремальні випробування на навколишнє середовище, щоб забезпечити стабільну роботу в середовищах від -40 градусів до +55 градусів. Їх відключаюча здатність значно перевищує галузеві стандарти, усуваючи ризик вибуху та пропонуючи легке обслуговування. Зв’яжіться з нами сьогодні, щоб отримати індивідуальне рішення. Наша команда надасть експертне керівництво з вибору та індивідуальне обслуговування.
Електронна пошта:pannie@hdswitchgear.com.
Whatsapp/Wechat:+8618789455087
