การแนะนำ

วิธีการดับอาร์คไฟฟ้า... หัวข้อนี้มีความเกี่ยวข้องและน่าสนใจ เอาล่ะ มาเริ่มกันเลย เราถามตัวเองด้วยคำถาม: อาร์คไฟฟ้าคืออะไร? จะควบคุมมันได้อย่างไร? กระบวนการใดเกิดขึ้นระหว่างการก่อตัว? ประกอบด้วยอะไรบ้าง? และมันมีลักษณะอย่างไร

อาร์คไฟฟ้าคืออะไร?

อาร์คไฟฟ้า(โวลตาอาร์ค, อาร์คคายประจุ) เป็นปรากฏการณ์ทางกายภาพชนิดหนึ่งของการปล่อยประจุไฟฟ้าในก๊าซ ได้รับการอธิบายครั้งแรกในปี 1802 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย V.V. Petrov

อาร์คไฟฟ้าเป็นกรณีพิเศษของสถานะรูปแบบที่สี่ของสสาร - พลาสมา - และประกอบด้วยก๊าซกึ่งเป็นกลางที่แตกตัวเป็นไอออนทางไฟฟ้า การแสดงตนของฟรี ค่าไฟฟ้าช่วยให้มั่นใจได้ถึงการนำไฟฟ้าของอาร์คไฟฟ้า

การก่อตัวและสมบัติของส่วนโค้ง

เมื่อแรงดันไฟฟ้าระหว่างอิเล็กโทรดทั้งสองเพิ่มขึ้นถึงระดับหนึ่ง ไฟฟ้าจะพังทลายในอากาศระหว่างอิเล็กโทรด แรงดันพังทลายทางไฟฟ้าขึ้นอยู่กับระยะห่างระหว่างอิเล็กโทรด ฯลฯ บ่อยครั้ง เพื่อเริ่มต้นการพังทลายที่แรงดันไฟฟ้าที่มีอยู่ อิเล็กโทรดจะถูกนำมาอยู่ใกล้กัน ในระหว่างการพังทลาย การปล่อยประกายไฟมักจะเกิดขึ้นระหว่างอิเล็กโทรด การปิดพัลส์ วงจรไฟฟ้า.

อิเล็กตรอนในประกายไฟจะปล่อยโมเลกุลแตกตัวเป็นไอออนในช่องว่างอากาศระหว่างอิเล็กโทรด ด้วยกำลังที่เพียงพอของแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า ก ปริมาณที่เพียงพอพลาสมาเพื่อให้แรงดันพังทลาย (หรือความต้านทานช่องว่างอากาศ) ในตำแหน่งนี้ลดลงอย่างมาก ในกรณีนี้ การปล่อยประกายไฟจะกลายเป็นการปล่อยส่วนโค้ง - สายพลาสมาระหว่างอิเล็กโทรดซึ่งเป็นอุโมงค์พลาสมา ส่วนโค้งนี้เป็นตัวนำเป็นหลักและปิดวงจรไฟฟ้าระหว่างอิเล็กโทรดกระแสเฉลี่ยจะเพิ่มขึ้นมากยิ่งขึ้นทำให้ส่วนโค้งร้อนขึ้นที่ 5,000-50,000 K ในกรณีนี้จะถือว่าการจุดระเบิดของส่วนโค้งเสร็จสมบูรณ์

ปฏิกิริยาระหว่างอิเล็กโทรดกับอาร์คพลาสมาทำให้เกิดความร้อน การหลอมบางส่วน การระเหย การเกิดออกซิเดชัน และการกัดกร่อนประเภทอื่นๆ อาร์คการเชื่อมด้วยไฟฟ้าเป็นการปล่อยกระแสไฟฟ้าที่ทรงพลังซึ่งไหลในสภาพแวดล้อมที่เป็นก๊าซ การปล่อยส่วนโค้งนั้นมีลักษณะเฉพาะด้วยคุณสมบัติหลักสองประการ: การปล่อยความร้อนจำนวนมากและเอฟเฟกต์แสงจ้า อุณหภูมิของอาร์คการเชื่อมแบบธรรมดาคือประมาณ 6,000°C

แสงอาร์คมีความสว่างพราวและใช้ในการใช้งานระบบไฟส่องสว่างที่หลากหลาย ส่วนโค้งจะปล่อยรังสีความร้อน (อินฟราเรด) และเคมี (อัลตราไวโอเลต) ที่มองเห็นและมองไม่เห็นจำนวนมาก รังสีที่มองไม่เห็นทำให้เกิดอาการอักเสบของดวงตาและผิวหนังของมนุษย์ไหม้ ดังนั้นช่างเชื่อมจึงใช้เกราะป้องกันพิเศษและเสื้อผ้าพิเศษเพื่อป้องกันพวกมัน

การใช้ส่วนโค้ง

ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมที่เกิดการปล่อยส่วนโค้ง ส่วนโค้งการเชื่อมต่อไปนี้มีความโดดเด่น:

1. เปิดส่วนโค้ง เผาไหม้ในอากาศ องค์ประกอบของสภาพแวดล้อมก๊าซของโซนอาร์คคืออากาศผสมกับไอของโลหะที่กำลังเชื่อม วัสดุของอิเล็กโทรด และสารเคลือบอิเล็กโทรด

2. ส่วนโค้งปิด เผาไหม้ภายใต้ชั้นของฟลักซ์ องค์ประกอบของสภาพแวดล้อมก๊าซของโซนอาร์ค - ไอของโลหะฐาน วัสดุอิเล็กโทรด และฟลักซ์ป้องกัน

3. อาร์คพร้อมแหล่งจ่ายก๊าซป้องกัน ก๊าซต่างๆ ถูกป้อนเข้าไปในส่วนโค้งภายใต้ความดัน - ฮีเลียม อาร์กอน คาร์บอนไดออกไซด์, ไฮโดรเจน, ก๊าซส่องสว่าง และ ส่วนผสมต่างๆก๊าซ องค์ประกอบของสภาพแวดล้อมของก๊าซในเขตอาร์กคือบรรยากาศของก๊าซป้องกัน ไอของวัสดุอิเล็กโทรด และโลหะฐาน

ส่วนโค้งสามารถขับเคลื่อนจากค่าคงที่หรือ กระแสสลับ. ในกรณีของไฟ DC จะมีความแตกต่างระหว่างส่วนโค้งของขั้วตรง (ลบแหล่งพลังงานบนอิเล็กโทรด บวกบนโลหะฐาน) และขั้วกลับ (ลบบนโลหะฐาน บวกบนอิเล็กโทรด) ส่วนโค้งจะแตกต่างกันไปตามวัสดุของอิเล็กโทรดด้วยอิเล็กโทรดที่หลอมได้ (โลหะ) และอิเล็กโทรดที่ไม่หลอมละลาย (คาร์บอน, ทังสเตน, เซรามิก ฯลฯ )

เมื่อทำการเชื่อม ส่วนโค้งสามารถกระทำโดยตรง (โลหะฐานมีส่วนร่วมในวงจรไฟฟ้าของส่วนโค้ง) และการกระทำทางอ้อม (โลหะฐานไม่มีส่วนร่วมในวงจรไฟฟ้าของส่วนโค้ง) ส่วนโค้งของการกระทำทางอ้อมนั้นใช้ค่อนข้างน้อย

ความหนาแน่นกระแสในส่วนโค้งการเชื่อมอาจแตกต่างกัน อาร์กใช้กับความหนาแน่นกระแสปกติ - 10--20 a/mm2 (การเชื่อมด้วยมือปกติ การเชื่อมในแก๊สป้องกันบางชนิด) และมีความหนาแน่นกระแสสูง - 80--120 a/mm2 และอีกมากมาย (อัตโนมัติ กึ่งอัตโนมัติจมอยู่ใต้น้ำ การเชื่อมอาร์กในสภาพแวดล้อมที่มีก๊าซป้องกัน)

การเกิดการปล่อยส่วนโค้งเกิดขึ้นได้เฉพาะในกรณีที่คอลัมน์ก๊าซระหว่างอิเล็กโทรดและโลหะฐานถูกแตกตัวเป็นไอออนนั่นคือประกอบด้วยไอออนและอิเล็กตรอน ซึ่งสามารถทำได้โดยการให้พลังงานที่เหมาะสมแก่โมเลกุลของก๊าซหรืออะตอม ที่เรียกว่าพลังงานไอออไนเซชัน ซึ่งเป็นผลมาจากการที่อิเล็กตรอนถูกปล่อยออกมาจากอะตอมและโมเลกุลต่างๆ ตัวกลางการปล่อยส่วนโค้งสามารถแสดงเป็นตัวนำก๊าซได้ กระแสไฟฟ้ามีรูปทรงกระบอกกลม ส่วนโค้งประกอบด้วยสามส่วน ได้แก่ บริเวณแคโทด คอลัมน์ส่วนโค้ง และบริเวณขั้วบวก

ในระหว่างการเผาไหม้ส่วนโค้ง จะสังเกตจุดแอคทีฟบนอิเล็กโทรดและโลหะฐาน ซึ่งเป็นพื้นที่ให้ความร้อนบนพื้นผิวของอิเล็กโทรดและโลหะฐาน กระแสอาร์คทั้งหมดไหลผ่านจุดเหล่านี้ บนแคโทดจุดนั้นเรียกว่าแคโทดบนขั้วบวก - ขั้วบวก ภาพตัดขวางของส่วนตรงกลางของคอลัมน์ส่วนโค้งมีหลายส่วน ขนาดเพิ่มเติมจุดแคโทดและแอโนด ขนาดของมันขึ้นอยู่กับขนาดของจุดที่ใช้งานอยู่

แรงดันอาร์กจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับความหนาแน่นกระแส การพึ่งพาอาศัยกันนี้ซึ่งแสดงเป็นภาพกราฟิกเรียกว่าลักษณะคงที่ของส่วนโค้ง ที่ค่าความหนาแน่นกระแสต่ำลักษณะคงที่จะมีลักษณะลดลงเช่นแรงดันอาร์คจะลดลงเมื่อกระแสเพิ่มขึ้น นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าเมื่อกระแสเพิ่มขึ้นพื้นที่หน้าตัดของคอลัมน์ส่วนโค้งและค่าการนำไฟฟ้าเพิ่มขึ้นและความหนาแน่นกระแสและการไล่ระดับสีที่อาจเกิดขึ้นในคอลัมน์ส่วนโค้งลดลง ขนาดของแรงดันไฟฟ้าตกของแคโทดและอาร์กแอโนดจะไม่เปลี่ยนแปลงตามค่าปัจจุบัน และขึ้นอยู่กับวัสดุอิเล็กโทรด โลหะฐาน สภาพแวดล้อมของแก๊ส และความดันของแก๊สในโซนอาร์กเท่านั้น

ที่ความหนาแน่นกระแสอาร์กเชื่อม โหมดปกติ, ใช้สำหรับ การเชื่อมด้วยมือแรงดันไฟฟ้าส่วนโค้งไม่ได้ขึ้นอยู่กับค่าปัจจุบันเนื่องจากพื้นที่หน้าตัดของคอลัมน์ส่วนโค้งเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนของกระแสและค่าการนำไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงน้อยมากและความหนาแน่นของกระแสในคอลัมน์ส่วนโค้งในทางปฏิบัติยังคงไม่เปลี่ยนแปลง . ในกรณีนี้ ขนาดของแรงดันแคโทดและแอโนดลดลงยังคงไม่เปลี่ยนแปลง ในส่วนโค้งที่มีความหนาแน่นกระแสสูง ด้วยความแรงกระแสที่เพิ่มขึ้น จุดแคโทดและหน้าตัดของคอลัมน์ส่วนโค้งไม่สามารถเพิ่มขึ้นได้ แม้ว่าความหนาแน่นกระแสจะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนความแรงของกระแสก็ตาม ในกรณีนี้อุณหภูมิและค่าการนำไฟฟ้าของคอลัมน์ส่วนโค้งจะเพิ่มขึ้นเล็กน้อย

แรงดันไฟฟ้าของสนามไฟฟ้าและการไล่ระดับศักย์ของคอลัมน์ส่วนโค้งจะเพิ่มขึ้นตามกระแสที่เพิ่มขึ้น แรงดันตกคร่อมแคโทดจะเพิ่มขึ้น ส่งผลให้ลักษณะคงที่มีลักษณะเพิ่มขึ้น กล่าวคือ แรงดันส่วนโค้งจะเพิ่มขึ้นตามกระแสส่วนโค้งที่เพิ่มขึ้น การเพิ่มลักษณะคงที่เป็นคุณลักษณะของส่วนโค้ง ความหนาแน่นสูงกระแสในสภาพแวดล้อมก๊าซต่างๆ คุณลักษณะคงที่ หมายถึง สถานะคงที่ของส่วนโค้งโดยมีความยาวไม่เปลี่ยนแปลง

กระบวนการเผาไหม้ส่วนโค้งที่เสถียรระหว่างการเชื่อมสามารถเกิดขึ้นได้หาก เงื่อนไขบางประการ. เสถียรภาพของกระบวนการเผาไหม้ส่วนโค้งได้รับอิทธิพลจากปัจจัยหลายประการ แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดของแหล่งพลังงานส่วนโค้ง, ประเภทของกระแส, ขนาดกระแส, ขั้ว, การมีอยู่ของการเหนี่ยวนำในวงจรอาร์ก, การมีอยู่ของความจุ, ความถี่กระแส ฯลฯ

มีส่วนช่วยปรับปรุงความเสถียรของส่วนโค้งโดยการเพิ่มกระแส แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดของแหล่งพลังงานส่วนโค้ง รวมถึงการเหนี่ยวนำในวงจรอาร์ก การเพิ่มความถี่ของกระแส (เมื่อขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้ากระแสสลับ) และเงื่อนไขอื่นๆ อีกจำนวนหนึ่ง นอกจากนี้ยังสามารถปรับปรุงความเสถียรได้อย่างมากด้วยการใช้การเคลือบอิเล็กโทรดแบบพิเศษ ฟลักซ์ ก๊าซป้องกัน และปัจจัยทางเทคโนโลยีอื่นๆ อีกจำนวนหนึ่ง

ดับการเชื่อมอาร์กไฟฟ้า

อาร์คไฟฟ้าคือการปล่อยประจุไฟฟ้าที่ทรงพลังและยาวนานในส่วนผสมของก๊าซและไอระเหยสูงระหว่างอิเล็กโทรดที่ได้รับพลังงาน โดดเด่นด้วยอุณหภูมิก๊าซที่สูงและกระแสสูงในเขตจำหน่าย

อิเล็กโทรดเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟ AC ( หม้อแปลงเชื่อม) หรือ กระแสตรง (เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเชื่อมหรือวงจรเรียงกระแส) แบบมีขั้วตรงและขั้วกลับ

เมื่อทำการเชื่อมด้วยไฟฟ้ากระแสตรง อิเล็กโทรดที่เชื่อมต่อกับขั้วบวกจะเรียกว่าขั้วบวก และขั้วลบจะเรียกว่าแคโทด ช่องว่างระหว่างอิเล็กโทรดเรียกว่าบริเวณช่องว่างส่วนโค้งหรือช่องว่างส่วนโค้ง (รูปที่ 3.4) ช่องว่างส่วนโค้งมักจะแบ่งออกเป็น 3 ลักษณะ:

1. บริเวณขั้วบวกที่อยู่ติดกับขั้วบวก
2. บริเวณแคโทด
3. เสาโค้ง

การจุดระเบิดส่วนโค้งใด ๆ เริ่มต้นด้วย ไฟฟ้าลัดวงจร, เช่น. จากการเชื่อมต่ออิเล็กโทรดกับผลิตภัณฑ์ ในกรณีนี้ U d = 0 และกระแส I max = I ลัดวงจร จุดแคโทดจะปรากฏที่ตำแหน่งของไฟฟ้าลัดวงจรซึ่งเป็นเงื่อนไขที่ขาดไม่ได้ (จำเป็น) สำหรับการมีอยู่ของการปล่อยส่วนโค้ง เมื่อถอดอิเล็กโทรดออก โลหะเหลวที่เกิดขึ้นจะถูกยืด ทำให้ร้อนเกินไป และอุณหภูมิถึงจุดเดือด - ส่วนโค้งจะตื่นเต้น (ติดไฟ)

ส่วนโค้งสามารถติดไฟได้โดยไม่ต้องสัมผัสกับอิเล็กโทรดเนื่องจากการแตกตัวเป็นไอออนเช่น การแยกช่องว่างอากาศอิเล็กทริก (ก๊าซ) โดยการเพิ่มแรงดันไฟฟ้าโดยออสซิลเลเตอร์ (การเชื่อมอาร์กอนอาร์ก)

ช่องว่างส่วนโค้งเป็นสื่ออิเล็กทริกที่ต้องแตกตัวเป็นไอออน

สำหรับการมีอยู่ของการปล่อยส่วนโค้ง U d = 16-60 V ก็เพียงพอแล้ว การผ่านของกระแสไฟฟ้าผ่านช่องว่างอากาศ (ส่วนโค้ง) เป็นไปได้เฉพาะในกรณีที่มีอิเล็กตรอน (อนุภาคลบเบื้องต้น) และไอออนอยู่ในนั้น: บวก (+ ) ไอออน - โมเลกุลและอะตอมขององค์ประกอบทั้งหมด (โลหะที่เบากว่า Me); ไอออนลบ (–) - ก่อตัวเป็น F, Cr, N 2, O 2 และองค์ประกอบอื่น ๆ ที่สัมพันธ์กับอิเล็กตรอนได้ง่ายกว่า

รูปที่ 3.4 – แผนภาพการเผาไหม้ส่วนโค้ง

บริเวณแคโทดของส่วนโค้งเป็นแหล่งของอิเล็กตรอนที่ทำให้ก๊าซแตกตัวเป็นไอออนในช่องว่างส่วนโค้ง อิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาจากแคโทดจะถูกเร่งโดยสนามไฟฟ้าและเคลื่อนออกจากแคโทด ในเวลาเดียวกันภายใต้อิทธิพลของสนามนี้ + ไอออนจะถูกส่งไปยังแคโทด:

U d = U k + U c + U a;

บริเวณขั้วบวกมีปริมาตร U a มากกว่าอย่างมีนัยสำคัญ< U к.

คอลัมน์ส่วนโค้ง - ส่วนหลักของช่องว่างส่วนโค้งคือส่วนผสมของอิเล็กตรอน + และ – ไอออน และอะตอมที่เป็นกลาง (โมเลกุล) คอลัมน์ส่วนโค้งเป็นกลาง:

∑charge.neg = ∑ประจุของอนุภาคบวก

พลังงานในการรักษาส่วนโค้งที่อยู่นิ่งนั้นมาจากแหล่งจ่ายไฟ

อุณหภูมิที่แตกต่างกัน ขนาดของโซนแอโนดและแคโทดและ ปริมาณที่แตกต่างกันความร้อนที่ปล่อยออกมา - ทำให้เกิดการมีขั้วตรงและขั้วย้อนกลับเมื่อทำการเชื่อมด้วยกระแสตรง:

ถาม > ถาม k; อูเอ< U к.

• เมื่อมีการร้องขอ ปริมาณมากความร้อนเพื่อให้ความร้อนแก่ขอบของโลหะที่มีความหนามาก จะใช้ขั้วตรง (เช่น เมื่อพื้นผิว)
• สำหรับการเชื่อมโลหะผนังบางที่ไม่อนุญาตให้มีความร้อนสูงเกินไป ให้กลับขั้ว (+ บนอิเล็กโทรด)

อาร์คไฟฟ้า

การปิดวงจรโดยอุปกรณ์สัมผัสนั้นมีลักษณะเป็นพลาสมาซึ่งต้องผ่านขั้นตอนต่าง ๆ ของการปล่อยก๊าซในกระบวนการแปลงช่องว่างระหว่างการสัมผัสจากตัวนำกระแสไฟฟ้าให้เป็นฉนวน

ที่กระแสน้ำที่สูงกว่า 0.5-1 A จะเกิดระยะการปล่อยส่วนโค้ง (พื้นที่ 1 )(รูปที่ 1.); เมื่อกระแสลดลง ระยะการปล่อยแสงจะเกิดขึ้นที่แคโทด (บริเวณ 2 ); ขั้นต่อไป (พื้นที่ 3 ) – การปลดปล่อยทาวน์เซนด์และสุดท้ายคือภูมิภาค 4 – ระยะการแยกตัว ซึ่งพาหะของไฟฟ้า - อิเล็กตรอนและไอออน - ไม่ได้เกิดขึ้นเนื่องจากการแตกตัวเป็นไอออน แต่สามารถมาจากได้เท่านั้น สิ่งแวดล้อม.

ข้าว. 1. ลักษณะแรงดันกระแสของระยะการปล่อยกระแสไฟฟ้าในก๊าซ

ส่วนแรกของเส้นโค้งคือการปล่อยส่วนโค้ง (พื้นที่ 1) – มีคุณลักษณะพิเศษคือแรงดันตกคร่อมขั้วไฟฟ้าต่ำและมีความหนาแน่นกระแสสูง เมื่อกระแสเพิ่มขึ้น แรงดันไฟฟ้าข้ามช่องว่างส่วนโค้งจะลดลงอย่างรวดเร็วก่อนแล้วจึงเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย

ส่วนที่สอง (ภูมิภาค 2 ) เส้นโค้งซึ่งแสดงถึงขอบเขตของการปล่อยแสง มีลักษณะเฉพาะคือแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมสูงที่แคโทด (250 - 300 V) และกระแสไฟฟ้าต่ำ เมื่อกระแสเพิ่มขึ้น แรงดันไฟฟ้าตกคร่อมช่องว่างการคายประจุจะเพิ่มขึ้น

การจำหน่ายทาวน์เซนด์ (ภูมิภาค 3 ) มีลักษณะเป็นค่ากระแสต่ำมากที่แรงดันไฟฟ้าสูง

อาร์คไฟฟ้ามาพร้อมกับอุณหภูมิสูงและสัมพันธ์กับอุณหภูมินี้ ดังนั้นส่วนโค้งจึงไม่ได้เป็นเพียงปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าเท่านั้น แต่ยังรวมถึงปรากฏการณ์ทางความร้อนด้วย

ใน สภาวะปกติอากาศเป็นฉนวนที่ดี ดังนั้นหากต้องการทำลายช่องว่างอากาศ 1 ซม. ต้องใช้แรงดันไฟฟ้าอย่างน้อย 30 กิโลโวลต์ เพื่อให้ช่องว่างอากาศกลายเป็นตัวนำจำเป็นต้องสร้างความเข้มข้นของอนุภาคที่มีประจุในนั้น: อิเล็กตรอนอิสระส่วนใหญ่เป็นลบและไอออนบวก กระบวนการแยกอิเล็กตรอนตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไปออกจากอนุภาคที่เป็นกลางเพื่อสร้างอิเล็กตรอนและไอออนอิสระ ไอออนไนซ์

แก๊สไอออไนเซชันสามารถเกิดขึ้นได้ภายใต้อิทธิพลของแสง รังสีเอกซ์ อุณหภูมิสูง ภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้า และปัจจัยอื่นๆ อีกหลายประการ สำหรับกระบวนการอาร์คใน อุปกรณ์ไฟฟ้า มูลค่าสูงสุดมี: จากกระบวนการที่เกิดขึ้นที่อิเล็กโทรด - การปล่อยความร้อนและสนามแม่เหล็กและจากกระบวนการที่เกิดขึ้นในช่องว่างส่วนโค้ง - ไอออนไนซ์ความร้อนและไอออนไนซ์แบบผลัก

ในอุปกรณ์สวิตชิ่งไฟฟ้าที่ออกแบบมาเพื่อปิดและเปิดวงจรด้วยกระแสไฟฟ้า เมื่อตัดการเชื่อมต่อ การปล่อยประจุจะเกิดขึ้นในก๊าซไม่ว่าจะในรูปของการปล่อยแสงหรือในรูปของส่วนโค้ง การปล่อยแสงจะเกิดขึ้นเมื่อกระแสไฟสลับต่ำกว่า 0.1 A และแรงดันไฟฟ้าที่หน้าสัมผัสถึง 250 - 300 V การคายประจุดังกล่าวเกิดขึ้นที่หน้าสัมผัสของรีเลย์กำลังต่ำหรือเป็นเฟสการเปลี่ยนแปลงไปสู่การคายประจุในรูปแบบ ของอาร์คไฟฟ้า

คุณสมบัติพื้นฐานของการปล่อยส่วนโค้ง

1) การปล่อยส่วนโค้งจะเกิดขึ้นที่กระแสสูงเท่านั้น กระแสอาร์คขั้นต่ำสำหรับโลหะคือประมาณ 0.5 A;

2) อุณหภูมิของส่วนกลางของส่วนโค้งนั้นสูงมากและในอุปกรณ์สามารถเข้าถึง 6,000 - 18,000 K;

3) ความหนาแน่นกระแสที่แคโทดสูงมากถึง 10 2 – 10 3 A/mm 2;

4) แรงดันตกที่แคโทดมีค่าเพียง 10 - 20 V และแทบไม่ขึ้นอยู่กับกระแสไฟฟ้า

ในการปล่อยส่วนโค้ง สามารถแยกแยะลักษณะเฉพาะได้สามส่วน: ใกล้แคโทด, บริเวณของคอลัมน์ส่วนโค้ง (เพลาส่วนโค้ง) และใกล้กับขั้วบวก (รูปที่ 2)

ในแต่ละพื้นที่เหล่านี้ กระบวนการไอออไนซ์และดีไอออไนเซชันจะดำเนินการแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับเงื่อนไขที่มีอยู่ เนื่องจากกระแสผลลัพธ์ที่ไหลผ่านทั้งสามภูมิภาคนี้เหมือนกัน กระบวนการจึงเกิดขึ้นในแต่ละส่วนเพื่อให้แน่ใจว่าจะเกิดขึ้น ปริมาณที่ต้องการค่าธรรมเนียม

ข้าว. 2. การกระจายแรงดันไฟฟ้าและความแรงของสนามไฟฟ้าในส่วนโค้ง DC ที่อยู่กับที่

การปล่อยความร้อนการปล่อยความร้อนเป็นปรากฏการณ์การปล่อยอิเล็กตรอนจากพื้นผิวที่ร้อน

เมื่อหน้าสัมผัสแยกออกจากกัน ความต้านทานหน้าสัมผัสและความหนาแน่นกระแสในพื้นที่หน้าสัมผัสสุดท้ายจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว บริเวณนี้ได้รับความร้อนจนถึงอุณหภูมิหลอมเหลวและการก่อตัวของคอคอดสัมผัสของโลหะหลอมเหลวซึ่งจะแตกเมื่อมีความแตกต่างของหน้าสัมผัสเพิ่มเติม นี่คือจุดที่โลหะสัมผัสระเหย สิ่งที่เรียกว่าจุดแคโทด (พื้นที่ร้อน) ถูกสร้างขึ้นบนอิเล็กโทรดลบซึ่งทำหน้าที่เป็นฐานของส่วนโค้งและแหล่งกำเนิดของการแผ่รังสีอิเล็กตรอนในช่วงเวลาแรกของการสัมผัสที่แตกต่างกัน ความหนาแน่นกระแสการปล่อยความร้อนขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและวัสดุอิเล็กโทรด มันมีขนาดเล็กและอาจเพียงพอที่จะสร้างอาร์คไฟฟ้าได้ แต่ก็ไม่เพียงพอที่จะเผามัน

การปล่อยมลพิษอัตโนมัตินี่คือปรากฏการณ์ของอิเล็กตรอนที่ถูกปล่อยออกมาจากแคโทดภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้าแรง

จุดตัดวงจรไฟฟ้าสามารถแสดงเป็นตัวเก็บประจุแบบแปรผันได้ ความจุไฟฟ้าในช่วงเริ่มต้นจะเท่ากับอนันต์ จากนั้นจะลดลงเมื่อหน้าสัมผัสแยกออกจากกัน ตัวเก็บประจุนี้จะถูกชาร์จผ่านความต้านทานของวงจรและแรงดันไฟฟ้าที่ตกคร่อมจะเพิ่มขึ้นทีละน้อยจากศูนย์ถึงแรงดันไฟหลัก ในขณะเดียวกัน ระยะห่างระหว่างผู้ติดต่อก็จะเพิ่มขึ้น ความแรงของสนามไฟฟ้าระหว่างหน้าสัมผัสระหว่างแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นส่งผ่านค่าเกิน 100 MV/cm ความแรงของสนามไฟฟ้าดังกล่าวเพียงพอที่จะดึงอิเล็กตรอนออกจากแคโทดเย็นได้

กระแสไฟฟ้าที่ปล่อยออกมาจากสนามยังมีขนาดเล็กมากและสามารถใช้เป็นจุดเริ่มต้นของการพัฒนาการปล่อยส่วนโค้งเท่านั้น

ดังนั้นการเกิดขึ้นของการปล่อยส่วนโค้งที่หน้าสัมผัสที่แยกออกจากกันจึงอธิบายได้จากการมีอยู่ของการปล่อยอิเล็กตรอนแบบเทอร์โมนิกและสนามไฟฟ้า ความเด่นของปัจจัยหนึ่งหรือปัจจัยอื่นขึ้นอยู่กับค่าของกระแสสลับวัสดุและความสะอาดของพื้นผิวของหน้าสัมผัสความเร็วของความแตกต่างและปัจจัยอื่น ๆ อีกหลายประการ

ไอออนไนซ์โดยการกดหากอิเล็กตรอนอิสระมีความเร็วเพียงพอ เมื่อมันชนกับอนุภาคที่เป็นกลาง (อะตอมและบางครั้งก็เป็นโมเลกุล) ก็สามารถทำให้อิเล็กตรอนหลุดออกมาได้ ผลลัพธ์ที่ได้คืออิเล็กตรอนอิสระตัวใหม่และไอออนบวก อิเล็กตรอนที่ได้มาใหม่สามารถทำให้เกิดไอออนในอนุภาคถัดไปได้ ไอออนไนซ์นี้เรียกว่าไอออนไนซ์แบบพุช

เพื่อให้อิเล็กตรอนแตกตัวเป็นไอออนในอนุภาคก๊าซ จะต้องเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่กำหนด ความเร็วของอิเล็กตรอนขึ้นอยู่กับความต่างศักย์ข้ามเส้นทางอิสระของมัน ดังนั้นจึงมักจะไม่ใช่ความเร็วการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนที่ระบุ แต่เป็นค่าต่ำสุดของความต่างศักย์ที่ต้องแสดงตามความยาวของเส้นทางอิสระเพื่อให้อิเล็กตรอนได้รับความเร็วที่ต้องการเมื่อสิ้นสุดเส้นทาง . ความต่างศักย์นี้เรียกว่า ศักยภาพไอออไนเซชัน.

ศักยภาพในการแตกตัวเป็นไอออนสำหรับก๊าซคือ 13 – 16 V (ไนโตรเจน ออกซิเจน ไฮโดรเจน) และสูงถึง 24.5 V (ฮีเลียม) สำหรับไอโลหะมีค่าต่ำกว่าประมาณสองเท่า (7.7 V สำหรับไอระเหยทองแดง)

ไอออนไนซ์ด้วยความร้อนนี่เป็นกระบวนการไอออไนซ์ภายใต้อิทธิพลของอุณหภูมิสูง การดูแลรักษาส่วนโค้งหลังจากที่มันเกิดขึ้นแล้ว เช่น การให้การปล่อยส่วนโค้งที่เกิดขึ้นด้วยประจุอิสระจำนวนเพียงพอนั้นอธิบายได้จากไอออไนซ์ประเภทหลักและในทางปฏิบัติเท่านั้น - ไอออไนซ์ความร้อน

อุณหภูมิของคอลัมน์ส่วนโค้งโดยเฉลี่ยอยู่ที่ 6,000 - 10,000 K แต่สามารถเข้าถึงได้มากกว่า ค่าสูง– สูงถึง 18,000 K ที่อุณหภูมินี้ ทั้งจำนวนอนุภาคก๊าซที่เคลื่อนที่เร็วและความเร็วของการเคลื่อนที่จะเพิ่มขึ้นอย่างมาก เมื่ออะตอมหรือโมเลกุลเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วชนกัน ส่วนใหญ่จะถูกทำลาย เกิดเป็นอนุภาคที่มีประจุ เช่น แก๊สไอออไนเซชันเกิดขึ้น ลักษณะสำคัญของไอออนไนซ์ความร้อนคือ ระดับของการแตกตัวเป็นไอออนซึ่งเป็นอัตราส่วนของจำนวนอะตอมที่แตกตัวเป็นไอออนในช่องว่างส่วนโค้งต่อ จำนวนทั้งหมดอะตอมในช่องว่างนี้ พร้อมกันกับกระบวนการไอออไนเซชันในส่วนโค้ง กระบวนการย้อนกลับกล่าวคือ การรวมตัวใหม่ของอนุภาคที่มีประจุและการก่อตัวของอนุภาคที่เป็นกลาง กระบวนการเหล่านี้เรียกว่า การกำจัดไอออน.

การกำจัดไอออนเกิดขึ้นสาเหตุหลักมาจาก การรวมตัวกันอีกครั้งและ การแพร่กระจาย.

การรวมตัวกันอีกครั้งกระบวนการที่อนุภาคที่มีประจุต่างกันมาสัมผัสกันจนกลายเป็นอนุภาคที่เป็นกลางเรียกว่าการรวมตัวกันใหม่

ในอาร์คไฟฟ้า อนุภาคเชิงลบส่วนใหญ่เป็นอิเล็กตรอน การเชื่อมต่อโดยตรงของอิเล็กตรอนกับไอออนบวกไม่น่าจะเกิดขึ้นได้เนื่องจากความเร็วต่างกันมาก โดยปกติแล้ว การรวมตัวกันใหม่จะเกิดขึ้นด้วยความช่วยเหลือของอนุภาคที่เป็นกลางซึ่งถูกประจุโดยอิเล็กตรอน เมื่ออนุภาคที่มีประจุลบนี้ชนกับไอออนบวก จะเกิดอนุภาคที่เป็นกลางหนึ่งหรือสองตัวขึ้นมา

การแพร่กระจายการแพร่กระจายของอนุภาคที่มีประจุเป็นกระบวนการกำจัดอนุภาคที่มีประจุออกจากช่องว่างส่วนโค้งออกสู่พื้นที่โดยรอบ ซึ่งจะช่วยลดการนำไฟฟ้าของส่วนโค้ง

การแพร่กระจายเกิดจากปัจจัยทางไฟฟ้าและความร้อน ความหนาแน่นประจุในคอลัมน์ส่วนโค้งเพิ่มขึ้นจากขอบถึงศูนย์กลาง ด้วยเหตุนี้จึงถูกสร้างขึ้น สนามไฟฟ้าทำให้ไอออนเคลื่อนที่จากศูนย์กลางไปยังขอบนอกและออกจากบริเวณส่วนโค้ง ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างส่วนโค้งและพื้นที่โดยรอบก็กระทำไปในทิศทางเดียวกันเช่นกัน ในส่วนโค้งที่เสถียรและลุกไหม้อย่างอิสระ การแพร่กระจายมีบทบาทเล็กน้อย

แรงดันไฟฟ้าตกคร่อมส่วนโค้งที่อยู่นิ่งมีการกระจายไม่สม่ำเสมอตามแนวส่วนโค้ง รูปแบบของการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าตก ยู D และความแรงของสนามไฟฟ้า (การไล่ระดับแรงดันไฟฟ้าตามยาว) อีด = du/dxตามส่วนโค้งจะแสดงในรูป (รูปที่ 2) ภายใต้การไล่ระดับแรงดันไฟฟ้า อี D หมายถึงแรงดันไฟฟ้าตกต่อความยาวส่วนโค้งของหน่วย ดังจะเห็นได้จากรูปลักษณะหลักสูตร ยูดีและ อี D ในบริเวณใกล้อิเล็กโทรดแตกต่างอย่างมากจากลักษณะเฉพาะในส่วนโค้งที่เหลือ ที่อิเล็กโทรดในบริเวณใกล้แคโทดและใกล้แอโนด ในช่วงความยาวประมาณ 10 - 4 ซม. จะมีแรงดันไฟฟ้าลดลงอย่างรวดเร็ว เรียกว่า แคโทด ยูถึงและ ขั้วบวก Uก. ขนาดของแรงดันไฟฟ้าตกนี้ขึ้นอยู่กับวัสดุอิเล็กโทรดและก๊าซโดยรอบ ค่ารวมของแรงดันไฟฟ้าตกใกล้แอโนดและใกล้แคโทดคือ 15 – 30 V ความลาดชันของแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 10 5 – 10 6 V/cm

ในส่วนที่เหลือของส่วนโค้ง เรียกว่าคอลัมน์ส่วนโค้ง แรงดันไฟฟ้าจะตก ยู D เกือบจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความยาวของส่วนโค้ง ความลาดชันตรงนี้จะคงที่โดยประมาณตลอดลำตัว ขึ้นอยู่กับหลายปัจจัยและอาจแตกต่างกันไปอย่างมาก โดยสูงถึง 100 - 200 V/cm

แรงดันไฟฟ้าตกใกล้ขั้วไฟฟ้า ยู E ไม่ได้ขึ้นอยู่กับความยาวของส่วนโค้ง แรงดันไฟฟ้าตกในคอลัมน์ส่วนโค้งจะเป็นสัดส่วนกับความยาวของส่วนโค้ง ดังนั้นแรงดันตกคร่อมช่องว่างส่วนโค้ง

ยูด = ยูอี+ อีดี ลง,

ที่ไหน: อี D คือความแรงของสนามไฟฟ้าในส่วนโค้ง

ล D – ความยาวส่วนโค้ง; ยูอี = ยูเค + ยูก.

โดยสรุปควรสังเกตอีกครั้งว่าในระยะการปล่อยส่วนโค้งนั้นไอออไนเซชันความร้อนมีอิทธิพลเหนือกว่า - การสลายอะตอมเป็นอิเล็กตรอนและไอออนบวกเนื่องจากพลังงานของสนามความร้อน ด้วยการปล่อยแสง การกระแทกของไอออนไนซ์จะเกิดขึ้นที่แคโทดเนื่องจากการชนกับอิเล็กตรอนที่ถูกเร่งด้วยสนามไฟฟ้า และด้วยการปล่อยทาวน์เซนด์ การกระแทกของไอออนไนซ์จะมีอิทธิพลเหนือช่องว่างการปล่อยก๊าซทั้งหมด

ลักษณะเฉพาะของกระแส-แรงดันคงที่ของไฟฟ้า

ส่วนโค้งดีซี

ลักษณะที่สำคัญที่สุดส่วนโค้งคือการขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้ากับขนาดของกระแส ลักษณะนี้เรียกว่าแรงดันกระแส ด้วยกระแสที่เพิ่มขึ้น ฉันอุณหภูมิส่วนโค้งเพิ่มขึ้น, ไอออนไนซ์ความร้อนเพิ่มขึ้น, จำนวนอนุภาคไอออไนซ์ในการปล่อยเพิ่มขึ้นและลดลง ความต้านทานไฟฟ้าส่วนโค้ง รง.

แรงดันอาร์คคือ irง. เมื่อกระแสเพิ่มขึ้น ความต้านทานส่วนโค้งจะลดลงอย่างรวดเร็วจนแรงดันตกคร่อมส่วนโค้งลดลง แม้ว่ากระแสในวงจรจะเพิ่มขึ้นก็ตาม แต่ละค่าปัจจุบันในสถานะคงตัวจะสอดคล้องกับสมดุลไดนามิกของตัวเองของจำนวนอนุภาคที่มีประจุ

เมื่อย้ายจากค่าปัจจุบันหนึ่งไปยังอีกค่าหนึ่ง สถานะความร้อนของส่วนโค้งจะไม่เปลี่ยนแปลงทันที มีช่องว่างส่วนโค้ง ความเฉื่อยความร้อน. หากกระแสเปลี่ยนแปลงอย่างช้าๆ เมื่อเวลาผ่านไป ความเฉื่อยทางความร้อนของการคายประจุจะไม่มีผลใดๆ ค่าปัจจุบันแต่ละค่าสอดคล้องกับค่าความต้านทานส่วนโค้งหรือแรงดันไฟฟ้าที่ชัดเจน

การพึ่งพาแรงดันอาร์คกับกระแสเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงช้าๆเรียกว่า ลักษณะเฉพาะของแรงดันกระแสคงที่ส่วนโค้ง

ลักษณะคงที่ของส่วนโค้งขึ้นอยู่กับระยะห่างระหว่างอิเล็กโทรด (ความยาวส่วนโค้ง) วัสดุของอิเล็กโทรด และพารามิเตอร์ของสภาพแวดล้อมที่ส่วนโค้งไหม้

ลักษณะเฉพาะของแรงดันกระแสคงที่ของส่วนโค้งมีรูปแบบของเส้นโค้งที่แสดงในรูปที่ 1 3.

ข้าว. 3. ลักษณะแรงดันกระแสคงที่ของส่วนโค้ง

ยิ่งความยาวส่วนโค้งยาวเท่าใด ลักษณะเฉพาะของแรงดันกระแสคงที่ก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น เมื่อความดันของตัวกลางที่ส่วนโค้งไหม้เพิ่มขึ้น ความเข้มก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน อี D และคุณลักษณะแรงดันไฟฟ้าในปัจจุบันเพิ่มขึ้นคล้ายกับรูปที่ 3.

การระบายความร้อนด้วยส่วนโค้งส่งผลต่อคุณลักษณะนี้อย่างมาก ยิ่งการระบายความร้อนของส่วนโค้งรุนแรงมากขึ้น พลังงานจะถูกดึงออกจากส่วนโค้งมากขึ้นเท่านั้น ในกรณีนี้ กำลังที่ปล่อยออกมาจากส่วนโค้งควรเพิ่มขึ้น สำหรับกระแสที่กำหนด สามารถทำได้โดยการเพิ่มแรงดันอาร์ก ดังนั้นด้วยการระบายความร้อนที่เพิ่มขึ้นลักษณะแรงดันไฟฟ้าในปัจจุบันจึงสูงขึ้น สิ่งนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์ดับเพลิงส่วนโค้งของอุปกรณ์

ลักษณะเฉพาะของกระแส-แรงดันแบบไดนามิกของไฟฟ้า

ส่วนโค้งดีซี

หากกระแสในวงจรเปลี่ยนแปลงช้า แสดงว่ากระแสนั้น ฉัน 1 สอดคล้องกับความต้านทานส่วนโค้ง ร D1 สำหรับกระแสที่สูงขึ้น ฉัน 2 สอดคล้องกับแนวต้านที่ต่ำกว่า ร D2 ซึ่งสะท้อนให้เห็นในรูปที่. 4. (ดูลักษณะคงที่ของส่วนโค้ง-โค้ง ก).

ข้าว. 4. ลักษณะแรงดันไฟฟ้ากระแสแบบไดนามิกของส่วนโค้ง

ในการติดตั้งจริง กระแสไฟฟ้าสามารถเปลี่ยนแปลงได้ค่อนข้างเร็ว เนื่องจากความเฉื่อยทางความร้อนของคอลัมน์ส่วนโค้ง การเปลี่ยนแปลงความต้านทานส่วนโค้งจึงช้ากว่าการเปลี่ยนแปลงของกระแส

การพึ่งพาแรงดันอาร์กกับกระแสเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วเรียกว่า ลักษณะแรงดันกระแสแบบไดนามิก.

ด้วยกระแสที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว การตอบสนองแบบไดนามิกอยู่เหนือเส้นคงที่ (เส้นโค้ง ใน) ตั้งแต่เมื่อไหร่ การเติบโตอย่างรวดเร็วกระแสความต้านทานส่วนโค้งจะลดลงช้ากว่ากระแสที่เพิ่มขึ้น เมื่อลดลงจะต่ำกว่าเนื่องจากในโหมดนี้ความต้านทานส่วนโค้งจะน้อยกว่าการเปลี่ยนแปลงกระแสอย่างช้าๆ (เส้นโค้ง กับ).

ลักษณะไดนามิกส่วนใหญ่จะถูกกำหนดโดยอัตราการเปลี่ยนแปลงของกระแสในส่วนโค้ง ถ้าจะแนะนำมาก. ความต้านทานสูงสำหรับเวลาที่น้อยมากเมื่อเทียบกับค่าคงที่เวลาความร้อนของส่วนโค้ง จากนั้นในช่วงเวลาที่กระแสไฟฟ้าสลายตัวเป็นศูนย์ ความต้านทานส่วนโค้งจะยังคงที่ ในกรณีนี้ ลักษณะไดนามิกจะแสดงเป็นเส้นตรงที่ผ่านจากจุดนั้น 2 สู่จุดกำเนิด (เส้นตรง ดี),ต. นั่นคือส่วนโค้งมีพฤติกรรมเหมือนตัวนำโลหะ เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าที่ตกคร่อมส่วนโค้งนั้นเป็นสัดส่วนกับกระแส

สภาวะการดับไฟอาร์ค DC

ในการดับอาร์กไฟฟ้ากระแสตรง จำเป็นต้องสร้างเงื่อนไขที่ว่าในช่องว่างอาร์กที่ค่าปัจจุบันทั้งหมด กระบวนการกำจัดไอออนจะดำเนินการอย่างเข้มข้นกว่ากระบวนการไอออไนเซชัน

ข้าว. 5. ความสมดุลของแรงดันไฟฟ้าในวงจรที่มีส่วนโค้งไฟฟ้า

พิจารณาวงจรไฟฟ้าที่มีความต้านทาน ร, ตัวเหนี่ยวนำ ลและช่องว่างส่วนโค้งด้วยแรงดันตกคร่อม ยู D ซึ่งใช้แรงดันไฟฟ้า ยู(รูปที่ 5, ก). ด้วยส่วนโค้งที่มีความยาวคงที่ สมการสมดุลแรงดันไฟฟ้าในวงจรนี้จะใช้ได้ในช่วงเวลาใดก็ได้:

โดยที่แรงดันไฟฟ้าตกคร่อมตัวเหนี่ยวนำเมื่อกระแสไฟฟ้าเปลี่ยนแปลง

โหมดนิ่งจะเป็นโหมดที่กระแสในวงจรไม่เปลี่ยนแปลงเช่น และสมการสมดุลความเครียดจะอยู่ในรูปแบบ:

ในการดับอาร์กไฟฟ้าจำเป็นต้องให้กระแสไฟฟ้าในนั้นลดลงตลอดเวลาเช่น , ก

คำตอบแบบกราฟิกสำหรับสมการสมดุลความเครียดแสดงไว้ในรูปที่ 1 5, ข. นี่มันเส้นตรง 1 แสดงถึงแรงดันไฟฟ้าต้นทาง ยู; เส้นตรงเอียง 2 – แรงดันตกคร่อมความต้านทาน ร(ลักษณะรีโอสแตติกของวงจร) ลบออกจากแรงดันไฟฟ้า ยู, เช่น. ยู-ไออาร์; เส้นโค้ง 3 – ลักษณะเฉพาะแรงดันกระแสของช่องว่างส่วนโค้ง ยูดี.

คุณสมบัติของอาร์คไฟฟ้ากระแสสลับ

หากเพื่อที่จะดับส่วนโค้งของกระแสตรงจำเป็นต้องสร้างเงื่อนไขที่กระแสจะลดลงเหลือศูนย์จากนั้นด้วยกระแสสลับกระแสในส่วนโค้งโดยไม่คำนึงถึงระดับของการแตกตัวเป็นไอออนของช่องว่างส่วนโค้งจะผ่านศูนย์ทุก ๆ ครึ่ง -วงจรเช่น แต่ละครึ่งรอบ ส่วนโค้งจะดับลงและสว่างขึ้นอีกครั้ง งานดับส่วนโค้งนั้นง่ายขึ้นมาก ที่นี่มีความจำเป็นต้องสร้างเงื่อนไขที่กระแสจะไม่ฟื้นตัวหลังจากผ่านศูนย์

ลักษณะแรงดันกระแสของส่วนโค้งของกระแสสลับในช่วงเวลาหนึ่งแสดงไว้ในรูปที่ 1 6. เนื่องจากแม้ที่ความถี่อุตสาหกรรมที่ 50 Hz กระแสในส่วนโค้งเปลี่ยนแปลงค่อนข้างเร็ว ลักษณะที่นำเสนอจึงเป็นแบบไดนามิก ด้วยกระแสไซน์ซอยด์ แรงดันอาร์กจะเพิ่มขึ้นในส่วนแรก 1, จากนั้นเนื่องจากกระแสที่เพิ่มขึ้นจึงลดลงในส่วนนี้ 2 (ส่วน 1 และ 2 อ้างอิงถึงครึ่งแรกของครึ่งรอบ) หลังจากที่กระแสไหลผ่านค่าสูงสุด ลักษณะเฉพาะของแรงดันกระแสไดนามิกจะเพิ่มขึ้นตามเส้นโค้ง 3 เนื่องจากกระแสลดลงแล้วจึงลดลงในส่วนนั้น 4 เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าเข้าใกล้ศูนย์ (ส่วน 3 และ 4 หมายถึงครึ่งหลังของครึ่งงวดเดียวกัน)

ข้าว. 6. ลักษณะแรงดันกระแสของส่วนโค้งกระแสสลับ

เมื่อใช้ไฟฟ้ากระแสสลับ อุณหภูมิส่วนโค้งจะเป็นปริมาณที่แปรผันได้ อย่างไรก็ตาม ความเฉื่อยทางความร้อนของก๊าซมีความสำคัญค่อนข้างมาก และเมื่อถึงเวลาที่กระแสไหลผ่านศูนย์ อุณหภูมิส่วนโค้งแม้จะลดลง แต่ก็ยังค่อนข้างสูง อย่างไรก็ตาม การลดลงของอุณหภูมิที่เกิดขึ้นเมื่อกระแสไหลผ่านศูนย์จะก่อให้เกิดการกำจัดไอออนของช่องว่างและอำนวยความสะดวกในการดับอาร์กไฟฟ้ากระแสสลับ

ส่วนโค้งไฟฟ้าในสนามแม่เหล็ก

ส่วนโค้งไฟฟ้าเป็นตัวนำกระแสไฟฟ้าที่เป็นก๊าซ สนามแม่เหล็กกระทำต่อตัวนำนี้ เช่นเดียวกับตัวนำโลหะ ทำให้เกิดแรงเป็นสัดส่วนกับการเหนี่ยวนำของสนามและกระแสในส่วนโค้ง สนามแม่เหล็กที่กระทำต่อส่วนโค้งจะเพิ่มความยาวและเคลื่อนย้ายองค์ประกอบของส่วนโค้งในอวกาศ การเคลื่อนที่ตามขวางขององค์ประกอบส่วนโค้งทำให้เกิดการระบายความร้อนที่รุนแรง ซึ่งนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของการไล่ระดับแรงดันไฟฟ้าทั่วทั้งคอลัมน์ส่วนโค้ง เมื่อส่วนโค้งเคลื่อนที่ในสภาพแวดล้อมของก๊าซด้วยความเร็วสูง ส่วนโค้งจะแยกออกเป็นเส้นใยคู่ขนานที่แยกจากกัน ยิ่งส่วนโค้งยาวเท่าไร การแยกตัวของส่วนโค้งก็ยิ่งรุนแรงมากขึ้นเท่านั้น

ส่วนโค้งเป็นตัวนำที่เคลื่อนที่ได้มาก เป็นที่ทราบกันดีว่าชิ้นส่วนที่นำกระแสนั้นอยู่ภายใต้แรงที่มีแนวโน้มที่จะเพิ่มพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าของวงจร เนื่องจากพลังงานเป็นสัดส่วนกับการเหนี่ยวนำ ส่วนโค้งจึงมีแนวโน้มที่จะก่อตัวเป็นการหมุนและวนซ้ำภายใต้อิทธิพลของสนามของมันเอง เนื่องจากสิ่งนี้จะเพิ่มการเหนี่ยวนำของวงจร ความสามารถของส่วนโค้งนี้จะแข็งแกร่งขึ้นตามความยาวที่มากขึ้น

ส่วนโค้งที่เคลื่อนที่ในอากาศจะเอาชนะแรงต้านอากาศตามหลักอากาศพลศาสตร์ ซึ่งขึ้นอยู่กับเส้นผ่านศูนย์กลางของส่วนโค้ง ระยะห่างระหว่างอิเล็กโทรด ความหนาแน่นของก๊าซ และความเร็วของการเคลื่อนที่ ประสบการณ์แสดงให้เห็นว่าในทุกกรณี ในสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอ ส่วนโค้งจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ ดังนั้นแรงไฟฟ้าไดนามิกจึงมีความสมดุลโดยแรงลากตามหลักอากาศพลศาสตร์

เพื่อสร้างการระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพ ส่วนโค้งจะถูกดึงเข้าไปในช่องแคบ (เส้นผ่านศูนย์กลางส่วนโค้ง ความกว้างมากขึ้นช่อง) ช่องว่างระหว่างผนังที่ทำจากวัสดุทนส่วนโค้งที่มีค่าการนำความร้อนสูง เนื่องจากการถ่ายเทความร้อนไปยังผนังของช่องเพิ่มขึ้น การไล่ระดับแรงดันไฟฟ้าในคอลัมน์ส่วนโค้งเมื่อมีช่องแคบจะสูงกว่าส่วนโค้งที่เคลื่อนที่อย่างอิสระระหว่างอิเล็กโทรดมาก ทำให้สามารถลดความยาวและเวลาในการดับไฟที่จำเป็นสำหรับการดับไฟได้

วิธีการมีอิทธิพลต่อส่วนโค้งไฟฟ้าในอุปกรณ์สวิตชิ่ง

จุดประสงค์ของการมีอิทธิพลต่อคอลัมน์ของส่วนโค้งที่เกิดขึ้นในอุปกรณ์คือการเพิ่มความต้านทานไฟฟ้าที่ใช้งานได้ถึงอนันต์เมื่อองค์ประกอบสวิตช์เข้าสู่สถานะฉนวน สิ่งนี้ทำได้เกือบทุกครั้งโดยการระบายความร้อนอย่างเข้มข้นของคอลัมน์อาร์ค ส่งผลให้อุณหภูมิและปริมาณความร้อนลดลง ส่งผลให้ระดับไอออไนซ์และจำนวนพาหะทางไฟฟ้าและอนุภาคไอออไนซ์ลดลง และความต้านทานไฟฟ้าของพลาสมาเพิ่มขึ้น

จำเป็นต้องดำเนินการเพื่อให้สามารถดับอาร์คไฟฟ้าในอุปกรณ์สวิตชิ่งแรงดันต่ำได้สำเร็จ เงื่อนไขต่อไปนี้:

1) เพิ่มความยาวของส่วนโค้งโดยการยืดหรือเพิ่มจำนวนการแตกหักต่อขั้วของสวิตช์

2) ย้ายส่วนโค้งไปที่ แผ่นโลหะตะแกรงดับเพลิงแบบอาร์คซึ่งเปรียบเสมือนหม้อน้ำที่ดูดซับ พลังงานความร้อนคอลัมน์ของส่วนโค้ง และแบ่งออกเป็นชุดของส่วนโค้งที่เชื่อมต่อกันอย่างต่อเนื่อง

3) ย้ายคอลัมน์ส่วนโค้ง สนามแม่เหล็กเข้าไปในช่องช่องที่ทำจากส่วนโค้ง วัสดุฉนวนที่มีค่าการนำความร้อนสูงโดยที่ส่วนโค้งถูกระบายความร้อนอย่างเข้มข้นเมื่อสัมผัสกับผนัง

4) สร้างส่วนโค้งในท่อปิดที่ทำจากวัสดุสร้างก๊าซ - ไฟเบอร์ ก๊าซที่ปล่อยออกมาภายใต้อิทธิพลของอุณหภูมิจะสร้างแรงดันสูงซึ่งช่วยดับส่วนโค้ง

5) ลดความเข้มข้นของไอโลหะในส่วนโค้งซึ่งมีวัตถุประสงค์เพื่อใช้วัสดุที่เหมาะสมในขั้นตอนการออกแบบของอุปกรณ์

6) ดับส่วนโค้งในสุญญากาศ ที่ความดันก๊าซต่ำมาก อะตอมของก๊าซไม่เพียงพอที่จะแตกตัวเป็นไอออนและรองรับการนำกระแสในส่วนโค้ง ความต้านทานไฟฟ้าของช่องคอลัมน์ส่วนโค้งจะสูงมากและส่วนโค้งจะดับลง

7) เปิดหน้าสัมผัสพร้อมกันก่อนที่กระแสสลับจะข้ามศูนย์ซึ่งจะช่วยลดการปล่อยพลังงานความร้อนในส่วนโค้งที่เกิดขึ้นได้อย่างมากเช่น ส่งเสริมการสูญเสียส่วนโค้ง

8) ใช้ความต้านทานแบบแอคทีฟล้วนๆ ซึ่งจะแยกส่วนโค้งและอำนวยความสะดวกในเงื่อนไขในการดับไฟ

9) ใช้องค์ประกอบเซมิคอนดักเตอร์ที่แบ่งช่องว่างระหว่างกันและเปลี่ยนกระแสอาร์คเป็นของตัวเองซึ่งช่วยลดการก่อตัวของส่วนโค้งบนหน้าสัมผัสได้จริง

สวัสดีผู้เยี่ยมชมบล็อกของฉันทุกคน หัวข้อบทความวันนี้คืออาร์คไฟฟ้าและการป้องกันอาร์คไฟฟ้า หัวข้อนี้ไม่ได้สุ่ม ฉันกำลังเขียนจากโรงพยาบาล Sklifosovsky คุณเดาได้ไหมว่าทำไม?

อาร์คไฟฟ้าคืออะไร

นี่เป็นหนึ่งในประเภทของการปล่อยประจุไฟฟ้าในก๊าซ (ปรากฏการณ์ทางกายภาพ) เรียกอีกอย่างว่า - การปล่อยส่วนโค้งหรือส่วนโค้งโวลตาอิก ประกอบด้วยก๊าซกึ่งเป็นกลางที่แตกตัวเป็นไอออนทางไฟฟ้า (พลาสมา)

มันสามารถเกิดขึ้นได้ระหว่างสองอิเล็กโทรดเมื่อแรงดันไฟฟ้าระหว่างอิเล็กโทรดเพิ่มขึ้นหรือเข้าใกล้กัน

สั้น ๆ เกี่ยวกับ คุณสมบัติ: อุณหภูมิอาร์กไฟฟ้า ตั้งแต่ 2500 ถึง 7000 °C ไม่ใช่อุณหภูมิต่ำแต่. ปฏิกิริยาระหว่างโลหะกับพลาสมาทำให้เกิดความร้อน ออกซิเดชัน การหลอม การระเหย และการกัดกร่อนประเภทอื่นๆ มาพร้อมกับการแผ่รังสีแสง คลื่นระเบิดและคลื่นกระแทก อุณหภูมิสูงเป็นพิเศษ ไฟไหม้ การปล่อยโอโซนและคาร์บอนไดออกไซด์

มีข้อมูลมากมายบนอินเทอร์เน็ตว่าอาร์คไฟฟ้าคืออะไร คุณสมบัติของอาร์คคืออะไร หากคุณสนใจรายละเอียดเพิ่มเติม ลองดู ตัวอย่างเช่น ใน ru.wikipedia.org

ตอนนี้เกี่ยวกับอุบัติเหตุของฉัน มันยากที่จะเชื่อ แต่เมื่อ 2 วันก่อนฉันเจอปรากฏการณ์นี้โดยตรงและไม่ประสบผลสำเร็จ มันเกิดขึ้นเช่นนี้: เมื่อวันที่ 21 พฤศจิกายน ที่ทำงาน ฉันได้รับมอบหมายให้เดินสายไฟในกล่องรวมสัญญาณแล้วเชื่อมต่อกับเครือข่าย ไม่มีปัญหากับการเดินสายไฟ แต่เมื่อฉันปีนขึ้นไปบนโล่ ปัญหาบางอย่างก็เกิดขึ้น น่าเสียดายที่ลืม Android ไว้ที่บ้าน ไม่ได้ถ่ายรูปแผงไฟฟ้า ไม่งั้นจะชัดเจนกว่านี้ บางทีฉันอาจจะทำอะไรมากกว่านี้เมื่อฉันกลับไปทำงาน ดังนั้นโล่จึงเก่ามาก - 3 เฟส, ซีโร่บัส (หรือที่เรียกว่ากราวด์), เบรกเกอร์ 6 ตัวและสวิตช์แพ็คเกจ (ดูเหมือนง่าย) สภาพในตอนแรกไม่ได้สร้างแรงบันดาลใจให้เกิดความมั่นใจ ฉันต่อสู้กับ Zero Bus เป็นเวลานาน เนื่องจากสลักเกลียวทั้งหมดเป็นสนิม หลังจากนั้นฉันก็ติดตั้งเฟสบนเครื่องได้อย่างง่ายดาย ทุกอย่างเรียบร้อยดี ฉันตรวจสอบหลอดไฟแล้วพวกมันใช้งานได้

หลังจากนั้นฉันก็กลับมาที่แผงสวิตช์บอร์ดเพื่อวางสายไฟอย่างระมัดระวังและปิด ฉันอยากจะทราบว่าแผงไฟฟ้านั้นตั้งอยู่ที่ความสูงประมาณ 2 เมตร ในทางแคบ และเพื่อไปถึงที่นั่น ฉันใช้บันได (บันได) ขณะวางสายไฟ ฉันพบประกายไฟที่หน้าสัมผัสของเครื่องอื่น ซึ่งทำให้ไฟกระพริบ ดังนั้นฉันจึงดึงหน้าสัมผัสทั้งหมดออกมาและตรวจสอบสายไฟที่เหลือต่อไป (ทำเพียงครั้งเดียวและไม่ต้องกลับมาทำเช่นนี้อีก) เมื่อพบว่ามีผู้ติดต่อรายหนึ่งบนแพ็กเก็ตมี อุณหภูมิสูงเลยตัดสินใจขยายออกไปด้วย ฉันเอาไขควงพิงสกรูแล้วหมุน ปัง! มีการระเบิด แฟลช ฉันถูกโยนกลับไป ชนกำแพง ฉันล้มลงกับพื้น มองไม่เห็นอะไรเลย (ตาบอด) โล่ไม่หยุดระเบิดและส่งเสียงหึ่งๆ ฉันไม่รู้ว่าทำไมการป้องกันถึงไม่ทำงาน เมื่อรู้สึกถึงประกายไฟที่ตกลงมาบนตัวฉัน ฉันจึงตระหนักว่าฉันต้องออกไป ฉันออกไปด้วยการสัมผัสคลาน เมื่อออกจากทางแคบนี้แล้ว จึงเริ่มโทรหาคู่ของตน ในขณะนั้นฉันก็รู้สึกอย่างนั้นกับฉัน มือขวา(ฉันถือไขควงไว้กับเธอ) มีบางอย่างผิดปกติฉันรู้สึกเจ็บปวดมาก

เราร่วมกับคู่ของฉันตัดสินใจว่าจะต้องวิ่งไปที่สถานีปฐมพยาบาล ผมว่าไม่คุ้มที่จะบอกว่าเกิดอะไรขึ้นต่อไปผมเพิ่งฉีดยาไปโรงพยาบาล ฉันจะไม่มีวันลืมเสียงแย่ ๆ ของการลัดวงจรที่ยาวนาน - คันพร้อมเสียงหึ่ง

ตอนนี้ฉันอยู่โรงพยาบาล มีรอยถลอกที่เข่า หมอคิดว่าฉันถูกไฟฟ้าช็อต นี่คือทางออก จึงเฝ้าดูหัวใจของฉัน ฉันเชื่อว่าฉันไม่ตกใจ แต่แผลไหม้ที่มือของฉันเกิดจากอาร์คไฟฟ้าที่เกิดขึ้นระหว่างไฟฟ้าลัดวงจร

ฉันยังไม่รู้ว่าเกิดอะไรขึ้นที่นั่น เหตุใดจึงเกิดไฟฟ้าลัดวงจร ฉันคิดว่าเมื่อหมุนสกรู หน้าสัมผัสจะเคลื่อนที่และเกิดไฟฟ้าลัดวงจรแบบเฟสต่อเฟส หรือมีสายเปลือยอยู่ด้านหลังแพ็กเก็ตสวิตช์ และเมื่อสกรูเข้าใกล้ ก อาร์คไฟฟ้า. ฉันจะทราบในภายหลังว่าพวกเขาคิดออกหรือไม่

ให้ตายเถอะฉันไปเอาผ้าพันแผลมาพันมือฉันมากจนฉันเขียนด้วยมือซ้ายตอนนี้)))

ฉันไม่ได้ถ่ายรูปโดยไม่มีผ้าพันแผลมันเป็นภาพที่ไม่พึงประสงค์มาก ฉันไม่อยากทำให้ช่างไฟฟ้ามือใหม่ตกใจ….

มาตรการป้องกันอาร์คไฟฟ้าที่สามารถปกป้องฉันได้มีอะไรบ้าง หลังจากวิเคราะห์อินเทอร์เน็ต ฉันพบว่าวิธีที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในการปกป้องผู้คนในการติดตั้งระบบไฟฟ้าจากอาร์คไฟฟ้าคือชุดกันความร้อน ใน อเมริกาเหนือเครื่องจักรพิเศษจากซีเมนส์ได้รับความนิยมอย่างมากซึ่งป้องกันทั้งอาร์คไฟฟ้าและกระแสสูงสุด ในรัสเซีย ในขณะนี้ เครื่องจักรดังกล่าวใช้ในสถานีไฟฟ้าแรงสูงเท่านั้น ในกรณีของฉันถุงมืออิเล็กทริกจะเพียงพอสำหรับฉัน แต่ลองคิดดูว่าจะเชื่อมต่อหลอดไฟเข้าด้วยกันอย่างไร มันอึดอัดมาก ฉันขอแนะนำให้ใช้แว่นตานิรภัยเพื่อปกป้องดวงตาของคุณ

ในการติดตั้งระบบไฟฟ้าการต่อสู้กับส่วนโค้งไฟฟ้าจะดำเนินการโดยใช้สวิตช์สุญญากาศและน้ำมันรวมถึงการใช้ขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้าร่วมกับห้องดับเพลิงส่วนโค้ง

นี่คือทั้งหมด? เลขที่! วิธีที่น่าเชื่อถือที่สุดในการป้องกันตัวเองจากอาร์คไฟฟ้าในความคิดของฉันคือ งานคลายเครียด . ฉันไม่รู้เกี่ยวกับคุณ แต่ฉันจะไม่ทำงานภายใต้แรงดันไฟฟ้าอีกต่อไป...

แค่นั้นแหละสำหรับบทความของฉัน อาร์คไฟฟ้าและ การป้องกันส่วนโค้งสิ้นสุด คุณมีอะไรจะเพิ่มหรือไม่? ทิ้งข้อความไว้.

เมื่อเปลี่ยน เครื่องใช้ไฟฟ้าหรือแรงดันไฟฟ้าเกินในวงจรระหว่างส่วนที่มีไฟฟ้า อาจเกิดอาร์กไฟฟ้าได้ สามารถใช้เพื่อวัตถุประสงค์ทางเทคโนโลยีที่เป็นประโยชน์และในขณะเดียวกันก็ทำให้เกิดอันตรายต่ออุปกรณ์ ปัจจุบัน วิศวกรได้พัฒนาวิธีการต่างๆ มากมายในการต่อสู้และใช้อาร์คไฟฟ้าเพื่อวัตถุประสงค์ที่เป็นประโยชน์ ในบทความนี้เราจะดูว่ามันเกิดขึ้นได้อย่างไรผลที่ตามมาและขอบเขตของการนำไปใช้

การก่ออาร์ก โครงสร้างและคุณสมบัติของมัน

ลองจินตนาการว่าเรากำลังทำการทดลองในห้องปฏิบัติการ เรามีตัวนำสองตัว เช่น ตะปูโลหะ วางไว้โดยให้ปลายหันเข้าหากันในระยะทางสั้น ๆ และเชื่อมต่อสายไฟของแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าที่ปรับได้เข้ากับตะปู หากเราค่อยๆเพิ่มแรงดันไฟฟ้าของแหล่งพลังงานเราจะเห็นประกายไฟที่ค่าหนึ่งหลังจากนั้นจะเกิดแสงที่คงที่คล้ายกับฟ้าผ่า

ด้วยวิธีนี้คุณสามารถสังเกตกระบวนการก่อตัวได้ แสงที่ก่อตัวระหว่างอิเล็กโทรดคือพลาสมา อันที่จริงนี่คือส่วนโค้งไฟฟ้าหรือการไหลของกระแสไฟฟ้าผ่านตัวกลางที่เป็นก๊าซระหว่างอิเล็กโทรด ในรูปด้านล่างคุณจะเห็นโครงสร้างและลักษณะแรงดันไฟฟ้าปัจจุบัน:

และนี่คืออุณหภูมิโดยประมาณ:

เหตุใดจึงเกิดอาร์คไฟฟ้า?

ทุกอย่างง่ายมาก เราได้พูดคุยกันในบทความและในบทความเกี่ยวกับว่า หากตัวนำตัวนำใดๆ (เช่น ตะปูเหล็ก) ถูกนำเข้าไปในสนามไฟฟ้า ประจุจะเริ่มสะสมบนพื้นผิวของมัน ยิ่งไปกว่านั้น ยิ่งรัศมีความโค้งของพื้นผิวมีขนาดเล็กลงเท่าไรก็ยิ่งสะสมมากขึ้นเท่านั้น การพูด ในภาษาง่ายๆ- ประจุสะสมที่ปลายเล็บ

ระหว่างอิเล็กโทรดของเราอากาศคือก๊าซ ภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้าจะเกิดการไอออไนซ์ จากผลทั้งหมดนี้ เงื่อนไขจึงเกิดขึ้นสำหรับการก่อตัวของส่วนโค้งไฟฟ้า

แรงดันไฟฟ้าที่เกิดส่วนโค้งขึ้นอยู่กับตัวกลางเฉพาะและสภาวะของตัวกลาง เช่น ความดัน อุณหภูมิ และปัจจัยอื่นๆ

น่าสนใจ:ตามเวอร์ชันหนึ่งปรากฏการณ์นี้ถูกเรียกเช่นนั้นเนื่องจากรูปร่างของมัน ความจริงก็คือในระหว่างการเผาไหม้ของการปล่อยอากาศหรือก๊าซอื่น ๆ ที่อยู่รอบ ๆ จะร้อนขึ้นและเพิ่มขึ้นซึ่งเป็นผลมาจากการที่รูปร่างเป็นเส้นตรงบิดเบี้ยวและเราเห็นส่วนโค้งหรือส่วนโค้ง

ในการจุดไฟส่วนโค้ง คุณต้องเอาชนะแรงดันพังทลายของตัวกลางระหว่างอิเล็กโทรดหรือทำลายวงจรไฟฟ้า หากมีการเหนี่ยวนำขนาดใหญ่ในวงจร ตามกฎของการสับเปลี่ยน กระแสในนั้นไม่สามารถถูกรบกวนได้ทันที กระแสจะยังคงไหลต่อไป ในเรื่องนี้แรงดันไฟฟ้าระหว่างหน้าสัมผัสที่ไม่ได้เชื่อมต่อจะเพิ่มขึ้น และส่วนโค้งจะไหม้จนกว่าแรงดันไฟฟ้าจะหายไปและพลังงานที่สะสมในสนามแม่เหล็กของตัวเหนี่ยวนำจะกระจายไป

พิจารณาเงื่อนไขการจุดระเบิดและการเผาไหม้:

ต้องมีอากาศหรือก๊าซอื่นอยู่ระหว่างอิเล็กโทรด จำเป็นต้องเอาชนะแรงดันพังทลายของตัวกลาง ไฟฟ้าแรงสูงหมื่นโวลต์ - ขึ้นอยู่กับระยะห่างระหว่างอิเล็กโทรดและปัจจัยอื่น ๆ เพื่อรักษาส่วนโค้งไว้ ต้องใช้ไฟ 50-60 โวลต์และกระแสไฟฟ้า 10 แอมแปร์ขึ้นไป ค่าเฉพาะขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อม รูปร่างของอิเล็กโทรด และระยะห่างระหว่างกัน

อันตรายและการต่อสู้กับมัน

เราได้ดูสาเหตุของอาร์คไฟฟ้าแล้ว ตอนนี้เรามาดูกันว่าสาเหตุให้เกิดอันตรายอะไรและจะดับมันได้อย่างไร ส่วนโค้งไฟฟ้าทำให้อุปกรณ์สวิตชิ่งเสียหาย คุณสังเกตไหมว่าหากคุณเสียบปลั๊กเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ทรงพลังและหลังจากถอดปลั๊กออกจากเต้ารับไปสักพักจะเกิดแสงวาบเล็ก ๆ ขึ้น นี่คือส่วนโค้งที่เกิดขึ้นระหว่างหน้าสัมผัสของปลั๊กและเต้ารับอันเป็นผลมาจากการแตกของวงจรไฟฟ้า

สำคัญ!เมื่ออาร์คไฟฟ้าไหม้ ความร้อนจำนวนมากจะถูกปล่อยออกมา อุณหภูมิการเผาไหม้สูงถึงค่ามากกว่า 3,000 องศาเซลเซียส ในวงจรไฟฟ้าแรงสูง ความยาวส่วนโค้งจะสูงถึงหนึ่งเมตรหรือมากกว่า มีอันตรายทั้งเป็นอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์และสภาพของอุปกรณ์

สิ่งเดียวกันนี้เกิดขึ้นในสวิตช์ไฟและอุปกรณ์สวิตช์อื่นๆ ได้แก่:

• เบรกเกอร์วงจร;
• สตาร์ตเตอร์แม่เหล็ก
• คอนแทคเตอร์และอื่น ๆ

ในอุปกรณ์ที่ใช้ในเครือข่าย 0.4 kV รวมถึง 220 V ตามปกติจะใช้ วิธีพิเศษการป้องกัน - ห้องดับเพลิงส่วนโค้ง จำเป็นเพื่อลดอันตรายที่เกิดกับการสัมผัส

ใน ปริทัศน์รางโค้งคือชุดของพาร์ติชันที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าที่มีรูปแบบและรูปร่างพิเศษ ยึดด้วยผนังที่ทำจากวัสดุอิเล็กทริก

เมื่อหน้าสัมผัสเปิด พลาสมาที่ได้จะโค้งงอไปทางห้องดับเพลิงซึ่งจะถูกแยกออกเป็น พื้นที่ขนาดเล็ก. เป็นผลให้เย็นลงและดับลง

เบรกเกอร์วงจรน้ำมัน สุญญากาศ และแก๊สใช้ในเครือข่ายไฟฟ้าแรงสูง ในสวิตช์น้ำมัน การดับเพลิงเกิดขึ้นโดยการสลับหน้าสัมผัสในอ่างน้ำมัน เมื่ออาร์คไฟฟ้าลุกไหม้ในน้ำมัน มันจะสลายตัวเป็นไฮโดรเจนและก๊าซ ฟองก๊าซก่อตัวรอบๆ หน้าสัมผัส ซึ่งมีแนวโน้มที่จะหลุดออกจากห้องเพาะเลี้ยงด้วยความเร็วสูง และส่วนโค้งจะเย็นตัวลง เนื่องจากไฮโดรเจนมีค่าการนำความร้อนที่ดี

ในเซอร์กิตเบรกเกอร์สุญญากาศ ก๊าซจะไม่แตกตัวเป็นไอออนและไม่มีเงื่อนไขในการทำให้เกิดประกายไฟ นอกจากนี้ยังมีสวิตช์ที่เต็มไปด้วยก๊าซอยู่ข้างใต้ ความดันสูง. เมื่อเกิดส่วนโค้งไฟฟ้า อุณหภูมิในนั้นจะไม่เพิ่มขึ้น ความดันจะเพิ่มขึ้น และด้วยเหตุนี้ ไอออไนซ์ของก๊าซจะลดลงหรือเกิดไอออไนซ์ ถือเป็นทิศทางที่น่าหวัง

สามารถสลับกระแสไฟ AC เป็นศูนย์ได้เช่นกัน

แอปพลิเคชั่นที่มีประโยชน์

ก็พบปรากฏการณ์ที่พิจารณาเช่นกัน ทั้งบรรทัด แอปพลิเคชั่นที่มีประโยชน์, ตัวอย่างเช่น:

ตอนนี้คุณรู้แล้วว่าอาร์คไฟฟ้าคืออะไร อะไรทำให้เกิดปรากฏการณ์นี้ และขอบเขตการใช้งานที่เป็นไปได้ เราหวังว่าข้อมูลที่ให้ไว้จะชัดเจนและเป็นประโยชน์สำหรับคุณ!

วัสดุ