Com funciona l'extinció d'arcs als interruptors automàtics
Tipus de dispositius d'extinció d'arcs en interruptors automàtics
L'interruptor ha de proporcionar l'extinció de l'arc en totes les condicions possibles de la xarxa.
Dues versions de dispositius d'extinció d'arcs han trobat aplicació als interruptors automàtics: semitancat i obert.
En la versió semi-tancada, l'interruptor està cobert per una carcassa amb obertures per a l'escapament de gasos calents. El volum de la carcassa és prou gran per evitar grans sobrepressions dins de la carcassa. En la versió semitancada, la zona d'emissió de gasos calents i ionitzats sol estar a pocs centímetres de les obertures d'escapament. Aquesta solució de disseny s'utilitza en interruptors automàtics instal·lats al costat d'altres dispositius, en aparells de commutació, en màquines d'accionament manual. Un disjuntor limitador de corrent no supera els 50 kA.
A corrents de 100 kA i més, s'utilitzen cambres obertes amb una gran àrea de descàrrega en els interruptors automàtics.El disseny semitancat s'utilitza, per regla general, en màquines automàtiques universals i de muntatge, obertes, en màquines automàtiques i d'alta velocitat per a corrents limitadores altes (100 kA i més) o altes tensions (més de 1000 V).
Mètodes d'extinció d'arc elèctric en instal·lacions i interruptors universals
En els interruptors automàtics d'ús massiu (instal·lació i universal), s'utilitza àmpliament una reixeta d'arc deiònic feta de plaques d'acer. En la mesura en què cal que els interruptors de circuit funcionin tant en CA com en CC, el nombre de plaques es selecciona per la condició d'engegada circuit de corrent constant... Cada parell de plaques ha de tenir una tensió inferior a 25 V.
En circuits de CA amb una tensió de 660 V, aquests dispositius d'arc proporcionen extinció d'arc amb un corrent de fins a 50 kA. En corrent continu, aquests dispositius funcionen a tensions de fins a 440 V i tallen corrents de fins a 55 kA. Amb els extintors d'arc de placa d'acer, l'extinció és silenciosa, amb un alliberament mínim de gasos ionitzats i escalfats del extintor d'arc.
Tipus de cambres d'arc d'interruptors
Per a corrents elevats, s'utilitzen cambres amb escletxes de laberint i cambres de ranura longitudinal recta. L'arc es dibuixa a la ranura per bufat magnètic amb una bobina de corrent.
Una cambra d'escletxa longitudinal pot tenir diverses escletxes paral·leles de secció transversal constant. Això redueix l'arrossegament aerodinàmic de la cambra i facilita que l'arc d'alta corrent entri a les ranures. En primer lloc, l'arc es divideix en una sèrie de fibres paral·leles. Però aleshores, de totes les branques paral·leles, només en queda una, en la qual finalment es produeix l'extinció. Les parets i envans de la cambra estan fetes d'amiant ciment.
A la cambra d'escletxa del laberint, l'entrada gradual de l'arc a la ranura en ziga-zaga no crea una gran resistència a corrents elevats. Un buit estret augmenta el gradient de tensió a l'arc, la qual cosa redueix la longitud de l'arc necessària per a l'extinció. La forma en ziga-zaga de la ranura redueix la mida de la màquina.
A la cambra amb una escletxa de laberint, l'arc es refreda intensament per les parets de la cambra.A causa del fet que l'arc emet una gran quantitat de calor a les parets de l'escletxa, el material de la cambra ha de tenir una alta temperatura tèrmica. conductivitat i punt de fusió.
Per evitar que la cambra es destrueixi per alta temperatura, és necessari mantenir l'arc en moviment contínuament a gran velocitat. Això requereix la creació d'un camp magnètic potent al llarg de tot el recorregut de l'arc a la ranura. Si la velocitat és insuficient, el dispositiu d'extinció d'arc es destrueix.
La cordierita s'utilitza com a material de la cambra. No s'utilitzen materials que formen gas com fibres, vidre orgànic a causa de l'augment de la resistència aerodinàmica.
Actualment, per simplificar el disseny (rebutjant sistemes de detonació magnètica potents i complexos), estan tornant a la idea d'una reixeta d'acer deion. Les plaques d'acer amb una ranura per als contactes d'arc creen una força que mou l'arc. A diferència d'una reixeta convencional, l'arc està en contacte amb plaques d'acer aïllades: l'extinció es produeix de la mateixa manera que en una cambra amb envans aïllants transversals, però sense un sistema magnètic especial que mogui l'arc.
La influència d'un arc elèctric en els interruptors de contacte automàtics
La part més crítica d'un interruptor automàtic són els contactes.A corrents nominals de fins a 200 A en mode automàtic, els interruptors automàtics utilitzen un parell de contactes, que es poden revestir amb ceràmica metàl·lica per augmentar la resistència de l'arc.
Els corrents nominals grans requereixen l'aplicació automàtica d'interruptors de contacte de dues etapes del tipus de pont mòbil o un parell de contactes principals i d'arc. Els contactes principals dels interruptors estan revestits amb plata o metall-ceràmica (plata, níquel, grafit). El contacte d'arc fix està cobert amb ceràmica metàl·lica SV-50 (plata, tungstè), SN-29GZ desmuntable. Cermet i altres marques s'utilitzen en interruptors automàtics.
En els interruptors automàtics per a corrents nominals altes, s'utilitza la inclusió de diversos parells paral·lels de contactes principals.
En els interruptors automàtics d'alta velocitat, per tal de reduir el seu propi temps, només s'utilitzen contactes finals amb baixa immersió. Els contactes són de coure i les superfícies de contacte són de plata. A causa de l'augment del corrent nominal i de la resistència de contacte relativament alta dels interruptors automàtics, actualment s'està treballant en el refredament artificial dels contactes mitjançant un líquid. Aquesta solució al problema us permet mantenir un pes i un rendiment baix. interruptor i augmentar el corrent continu de 2500 a 10000 A.
Estabilitat dels contactes dels interruptors automàtics en cas de curtcircuit
Estabilitat dels contactes de l'interruptor quan està encès curtcircuit depèn de la velocitat d'augment de pressió en els contactes. Quan l'amplitud del corrent inclòs és superior a 30-40 kA, s'utilitzen màquines d'acció de moment, en què la velocitat de moviment dels contactes i la pressió en ells no depenen de la velocitat de moviment del mànec de l'interruptor.
En els interruptors universals selectius, es crea un retard de temps deliberat quan flueix un corrent de curtcircuit.
Per evitar la soldadura dels contactes de l'interruptor, s'ha d'aplicar una compensació electrodinàmica. Quan el corrent flueix en un circuit d'arc cap a un conductor que porta un interruptor de contacte d'arc fix, actua una força electrodinàmica, augmentant la pressió sobre els contactes.