So löschen Sie einen Lichtbogen in elektrischen Geräten
Das Unterbrechen des Stromkreises des Geräts ist ein Vorgang des Übergangs des Schaltkörpers des Geräts vom Zustand eines Stromleiters in den Zustand eines Nichtleiters (Dielektrikums).
Damit der Lichtbogen gelöscht werden kann, ist es erforderlich, dass die Entionisierungsprozesse die Ionisierungsprozesse übertreffen. Um den Lichtbogen zu löschen, müssen Bedingungen geschaffen werden, unter denen der Spannungsabfall am Lichtbogen die von der Stromversorgung gelieferte Spannung übersteigt.
Zwangsluftbewegung
Die Lichtbogenlöschung in einem von einem Kompressor erzeugten Druckluftstrom ist sehr effektiv. Eine solche Löschung wird bei Niederspannungsgeräten nicht eingesetzt, da der Lichtbogen auf einfachere Weise ohne den Einsatz spezieller Geräte zum Komprimieren von Luft gelöscht werden kann.
Um den Lichtbogen zu löschen, insbesondere bei kritischen Strömen (wenn Bedingungen zum Löschen des Lichtbogens vorliegen, werden sie als kritisch bezeichnet), wird ein erzwungener Luftstoß verwendet, der von den Teilen des beweglichen Systems erzeugt wird, wenn sie sich während des Auslösevorgangs bewegen.
Das Löschen eines Lichtbogens in einer Flüssigkeit, beispielsweise in Transformatorenöl, ist sehr effektiv, da die entstehenden gasförmigen Produkte der Ölzersetzung bei der hohen Temperatur des Lichtbogens den Lichtbogenzylinder intensiv entionisieren. Werden die Kontakte der Trennvorrichtung in Öl gelegt, so führt der beim Öffnen entstehende Lichtbogen zu starker Gasbildung und Verdampfung des Öls. Um den Lichtbogen herum bildet sich eine Gasblase, die hauptsächlich aus Wasserstoff besteht. Die schnelle Zersetzung des Öls führt zu einem Druckanstieg, der zu einer besseren Lichtbogenkühlung und Entionisierung beiträgt. Aufgrund der Komplexität des Designs wird diese Methode der Lichtbogenlöschung in Niederspannungsgeräten nicht verwendet.
Ein erhöhter Gasdruck erleichtert das Löschen des Lichtbogens, da er die Wärmeübertragung erhöht. Es wurde festgestellt, dass die Lichtbogenspannungseigenschaften in verschiedenen Gasen bei unterschiedlichen Drücken (höher als atmosphärisch) gleich sind, wenn diese Gase die gleichen Konvektionswärmeübertragungskoeffizienten aufweisen.
Das Löschen unter erhöhtem Druck erfolgt in geschlossenen Patronensicherungen ohne Füllstoff der PR-Serie.
Elektrodynamischer Effekt auf den Lichtbogen. Bei Strömen über 1 A haben die zwischen dem Lichtbogen und benachbarten stromführenden Teilen auftretenden elektrodynamischen Kräfte einen großen Einfluss auf die Lichtbogenlöschung.Es ist zweckmäßig, sie als Ergebnis der Wechselwirkung des Lichtbogenstroms und des Magnetfelds zu betrachten, das durch den Strom erzeugt wird, der durch die spannungsführenden Teile fließt. Der einfachste Weg, ein Magnetfeld zu erzeugen, besteht darin, die Elektroden, zwischen denen der Lichtbogen brennt, richtig zu platzieren.
Für eine erfolgreiche Aushärtung ist es notwendig, dass der Abstand zwischen den Elektroden in Bewegungsrichtung allmählich zunimmt. Bei kleinen Strömen sind keine vorhanden, selbst sehr kleine Stufen (1 mm hoch) sind unerwünscht, da der Lichtbogen an deren Rand verzögert werden kann.
Magnetische Füllung. Ist eine Kühlung durch die richtige Anordnung der stromführenden Teile mit akzeptablen Kontaktlösungen nicht möglich, wird, um die Kühlung nicht zu sehr zu steigern, die sogenannte magnetische Kühlung eingesetzt. Erstellen Sie dazu in dem Bereich, in dem der Regenbogen brennt Magnetfeld mittels eines Permanentmagneten oder eines Elektromagneten, dessen Lichtbogenlöschspule in Reihe mit dem Hauptstromkreis geschaltet ist. Manchmal wird das von der Stromschleife erzeugte Magnetfeld durch spezielle Stahlteile verstärkt. Das Magnetfeld lenkt den Lichtbogen in die gewünschte Richtung.
Bei einer in Reihe geschalteten Lichtbogenlöschspule führt eine Änderung der Stromrichtung im Hauptstromkreis nicht zu einer Änderung der Lichtbogenlaufrichtung. Bei einem Permanentmagneten bewegt sich der Lichtbogen je nach Stromrichtung im Hauptstromkreis in verschiedene Richtungen. Normalerweise lässt die Konstruktion der Lichtbogenkammer dies nicht zu. Dann kann das Gerät in einer Stromrichtung arbeiten, was eine erhebliche Unannehmlichkeit darstellt. Dies ist der Hauptnachteil des Permanentmagnet-Designs, das einfacher, kompakter und kostengünstiger ist als das Lichtbogenspulen-Design.
Die Methode zum Löschen des Lichtbogens mithilfe einer in Reihe geschalteten Spule besteht darin, dass die höchste Feldstärke bei kleinen kritischen Strömen erzeugt werden sollte. Das Lichtbogenlöschfeld wird erst bei hohen Strömen groß, wenn darauf verzichtet werden kann, da die elektrodynamischen Kräfte groß genug werden, um den Lichtbogen auszublasen.
Die magnetische Schalldämpfung wird häufig in Geräten eingesetzt, die für normalen Atmosphärendruck ausgelegt sind. In automatischen Luftschaltern für Spannungen bis 600 V (außer Schnellläufer) werden Lichtbogenlöschspulen nicht verwendet, da es sich in erster Linie um handbetätigte Geräte handelt und für diese leicht eine ausreichend große Kontaktstrecke geschaffen werden kann. Allerdings wird häufig eine Feldverstärkung mit Stahlklammern verwendet, die spannungsführende Teile abdecken. Lichtbogenlöschspulen werden verwendet einpolige elektromagnetische Schütze Gleichstrom, da die Kontaktlösung stark reduziert werden muss, um die Verwendung eines zu großen Rückzugselektromagneten zu vermeiden.