전기 회로 열기

전기 회로를 여는 것은 일반적으로 다음을 의미합니다. 과도기 과정, 회로 전류가 특정 값에서 0으로 변경됩니다. 회로를 여는 마지막 단계에서 차단 장치의 접점 사이에 간격이 나타납니다. 전도성이 0일 뿐만 아니라 복원된 회로 전압의 작용을 견딜 수 있을 만큼 충분히 높은 유전 강도를 가져야 합니다.

아크 방전의 물리적 특성

전기 아크 접점(전극) 사이의 간격이 끊어지거나 열릴 때 발생할 수 있습니다. 접점이 열리면 접촉 표면에 빛나는 "스폿"이 형성되어 접점 사이의 아크가 발생하는데, 이는 작은 "분리" 영역에 걸쳐 상당한 전류 밀도의 결과입니다. 이로 인해 접점이 끊어지면 상당히 낮은 전압(수십 볼트 정도)에서도 아크가 형성됩니다.

접점에서 적어도 불안정한 아크 발생을 위한 최소 조건은 다음과 같다는 것이 일반적으로 인정됩니다. 전류 약 0.5A 및 전압 15 — 20V.

더 낮은 전압 및 전류 값에서 접점이 열리면 일반적으로 작은 스파크 만 동반됩니다. 더 높은 개방 회로 전압에서 더 낮은 전류에서는 개방 접점 사이의 형성이 가능합니다. 글로우 방전.

글로우 방전의 존재는 음극 전압의 현저한 강하(최대 300V)를 특징으로 합니다. 예를 들어 회로의 전류가 증가함에 따라 글로우 방전이 아크 방전으로 바뀌면 음극 전압 강하는 10-20V로 감소합니다.

기체 매체의 고압에서 아크 방전의 특징적인 특징은 다음과 같습니다.

• 아크 컬럼의 높은 전류 밀도;

• 5000K에 도달하는 아크 채널 내부의 가스 고온 및 강렬한 탈 이온화 조건에서 12000-15000K 이상;

• 전극에서 높은 전류 밀도 및 낮은 전압 강하.

일반적으로 목표는 회로 개방 프로세스가 가능한 한 빨리 진행되도록 하는 것입니다. 이를 위해 특수 스위칭 장치(스위치, 회로 차단기, 접촉기, 퓨즈, 부하 차단기 등)가 사용됩니다.

아킹 현상은 회로 차단기에서만 관찰되는 것이 아닙니다. 접점이 열리면 전기 아크가 발생할 수 있습니다. 고전압 단로기, 라인의 절연이 겹칠 때, 퓨즈의 보호 요소가 끊어진 경우 등

이러한 장치의 장치 복잡성은 작동 전압 수준, 정격 전류 및 단락 전류, 발생하는 과전압 수준, 대기 조건, 속도 등급 등과 관련하여 장치에 부과된 요구 사항에 따라 달라집니다.

단로기를 통한 전기 회로 개방의 특징

교류의 긴 개방 아크를 끄는 문제는 트리핑 장치와 같은 간단한 단로기로 작업할 때 가장 자주 발생합니다. 이러한 단로기에는 특수한 아크 억제 장치가 없으며 접점이 열리면 아크가 공기 중으로 만 확장됩니다.

아크 스트레칭 조건을 개선하기 위해 단로기에는 혼 또는 추가 막대 전극이 장착되어 아크가 들어 올려지고 길게 늘어납니다.

로드 시 단로기의 접점이 열릴 때 아크가 발생하는 과정을 보여주는 인터넷에 업로드된 많은 비디오가 있습니다(이 비디오는 «아크 단로기»를 검색하여 쉽게 찾을 수 있습니다).

단로기 또는 전력선의 도체와 접지 사이의 개방 아크는 바람에 의해 강력하게 권장됩니다. 바람이 불면 아크가 짧아질 수 있으므로 바람이 없을 때보다 더 빨리 제거됩니다.그러나 바람과 같은 요소는 불일치로 인해 고려되지 않고 더 심각한 조건을 기반으로 합니다. 바람의 부재.

단로기의 도움으로 동시에 아크가 상당한 길이에 도달하여 많은 화염을 형성하고 분리 장치의 접점을 강하게 녹이기 때문에 큰 전류를 끄는 것은 불가능합니다. 강력한 개방 아크는 접촉하는 절연체를 쉽게 손상시키고 위상 사이에 겹침을 일으켜 네트워크에서 단락을 일으 킵니다.

기존의 단로기는 소형 변압기의 개방회로 전류, 용량성 부하선 전류, 저부하 전류 등을 차단하는 데 널리 사용됩니다.

전기 회로를 여는 방법

원칙적으로 직류 및 교류로 전기 회로를 여는 데는 다음과 같은 방법이 가능합니다.

1. 전기 회로의 단순 아크

이 그룹에는 직류 및 교류로 전기 회로를 여는 방법이 포함되며 접점을 열기 전에 회로의 전류를 제한하기 위해 특별한 추가 조치를 취하지 않거나 아크 갭의 아크 에너지를 줄이기 위한 특별한 조치를 취하지 않습니다. 파쇄기.

이 개방 방법에서 회로 차단 조건은 최대 분리 장치의 아크 소멸 챔버 전류가 0(교류)을 교차하거나 아크 전압(직류)의 충분한 값에 도달할 때 필요한 갭의 절연 강도를 생성합니다.

아크가 발생하는 동안 장치의 접점은 회로에 흐르는 전류의 모든 단계에서 열릴 수 있으므로 아크 슈트의 접점 및 요소는 상대적으로 높은 전력 및 에너지의 아크 영향을 위해 설계되어야 합니다.

전기 장치용 아크 소멸 챔버

회로 차단기 아크 슈트

2. 전기 회로의 제한된 아크 개방

이러한 배제 방법에는 비교적 큰 활성 또는 반동, 이로 인해 회로의 전류가 제한이 시작되기 전에 존재했던 값에 비해 상당히 크게 감소합니다. 스위치는 회로에 남아 있는 제한된 전류를 끕니다.

이 경우 접점에서 전력 제한 아크가 발생하고 남은 전류로 아크를 소멸시키는 것이 전류 제한이 없는 경우보다 간단한 작업입니다.

일반적으로 우리는 전류 중단의 위상이 엄격하게 고정되거나 접점에서 아크의 연소 시간이 밸브 장치 등과 같은 일부 특수 조치에 의해 제한되는 동일한 그룹에 이러한 분리 방법을 포함합니다.

3. 전기 회로의 Arcless 개방

이 경우 전기 회로를 여는 과정은 주 접점에서 아크 방전이 완전히 발생하거나 회로의 인덕턴스 및 상호 인덕턴스의 영향으로 인해 매우 단기간의 불안정한 아크 형태로 발생한다는 사실이 특징입니다. . 이러한 유형의 회로 개방은 일반적으로 주 회로 차단기 접점의 분로 요소로 사용되는 고전력 밸브(실리콘 다이오드 또는 사이리스터)를 통해 이루어집니다.

DC 및 AC 전기 회로를 열 때 아크 소화 특성

스위칭 장치 간극의 활성 탈이온화를 통한 AC 아크 소호 조건은 DC 아크 및 장시간 개방 AC 아크의 소호 조건에서 근본적으로 제외됩니다.

영구 아크 또는 개방된 긴 교류 아크에서 소멸은 주로 아크가 늘어날 때 전기 에너지원이 아크 기둥의 전압 강하를 감당할 수 없기 때문에 발생하며 그 결과 불안정한 상태가 발생하고 아크가 꺼집니다.

AC 회로에서 아크가 발생하면 아크 기둥이 능동적으로 탈이온화되거나 일련의 짧은 아크로 끊어지면 아크 연소를 유지하기 위해 소스에 여전히 큰 공급 전압이 있는 경우에도 아크가 꺼질 수 있습니다. 현재 제로 크로싱에서 점화를 보장하기에 불충분합니다.

전류 제로 크로싱 동안 활성 탈이온화 조건에서 아크 기둥의 전도도가 크게 감소하여 다음 반주기에서 아크를 시작하려면 최소한 짧은 시간 동안 상당한 전압을 가해야 합니다.

회로가 충분한 전압을 제공할 수 없고 간격이 증가하는 비율이 있는 경우 전류가 0을 통과한 후 전류가 중단됩니다. 즉, 다음 반주기에 아크가 나타나지 않고 회로가 최종적으로 껐다.

그런 다음 가장 일반적인 것을 고려하십시오. 단순히 아크 회로를 여는 것.

회로 소스 전압 및 전류가 특정 임계 값을 초과하면 전기 차단 장치의 접점에서 열리면 안정적인 아크 방전이 발생합니다.… 접점이 더 갈라지거나 아크가 단로기의 소호 챔버로 날아가면 불안정한 아크 연소 조건이 생성되어 아크가 소멸될 수 있습니다.

회로 전압과 전류가 증가함에 따라 불안정한 아크 상태를 생성하는 어려움이 급격히 증가합니다. 수천 및 수만 볼트에 이르는 전압과 상대적으로 높은 전류(수천 암페어)에서 차단 장치의 접점에 매우 강력한 아크가 발생하여 이를 끄고 회로를 차단하기 위해 조치를 취해야 합니다. 다소 정교한 아크 소화 장치 ... 특히 DC 회로를 끌 때 상당한 어려움이 발생합니다.

상당한 어려움도 바위 중에 극복해야 합니다. 단락 전류 AC 회로에서 짧은 시간 동안(100분의 1초 및 1000분의 1초).

회로의 빠른 차단 및 전기 설비의 결과 단락 제거는 여러 가지 상황과 무엇보다도 작동 안정성을 유지해야 할 필요성에 따라 결정됩니다. 전기 시스템, 단락 전류의 열 영향으로부터 전선 및 장비 보호, 강력한 아크의 파괴적인 작용으로부터 장치 분리의 접점 및 아크 챔버 보호.

개방 회로 아크의 신속한 제거 또한 매우 중요하며 저전압 제어 회로용 장치, 일반적으로 매우 많은 스위칭 프로세스를 위해 설계되었습니다. 아크 연소 시간을 줄이면 접점 및 기타 장치 요소의 연소가 감소하여 서비스 수명이 늘어납니다.

그러나 아크를 매우 빠르게 제거하면 회로가 개방될 때 아크가 회로에 저장된 전자기 에너지를 흡수하여 정전기 서지 에너지로 변환될 수 있기 때문에 회로에 매우 큰 서지가 발생할 수 있습니다. 따라서 아크 방전은 경우에 따라 긍정적인 역할을 할 수 있습니다. 이것은 고려되어야 합니다.

안정적인 고속 고속 및 저전압 차단 장치를 만드는 문제는 우선 아크 소광 문제에 대한 올바른 솔루션을 기반으로 합니다.

전기 장치의 접점에 강력한 아크가 형성되어 저전압 및 고전압 전기 회로가 중단되는 것은 복잡한 과정이며, 그 연구는 수많은 이론 및 실험 연구 및 설계 개발에 전념합니다.

작동 전압 수준, 전류의 크기, 분리 장치의 필요한 작동 시간, 안전 조건 등에 따라 실제로 사용되는 AC 및 DC 아크를 끄는 방법에는 여러 가지가 있습니다.

현재 간단한 아크는 여전히 고전압 및 저전압 AC 및 DC 스위칭 장치 기술이 계속해서 취하는 주요 경로입니다.

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