Cách dập tắt hồ quang hoạt động trong bộ ngắt mạch

Các loại thiết bị dập hồ quang trong máy cắt

Bộ ngắt mạch phải cung cấp khả năng dập tắt hồ quang trong mọi điều kiện mạng có thể.

Hai phiên bản của thiết bị dập hồ quang đã tìm thấy ứng dụng trong bộ ngắt mạch - nửa kín và hở.

Trong phiên bản nửa kín, bộ ngắt mạch được bao phủ bởi một vỏ có lỗ thoát khí nóng. Thể tích của vỏ đủ lớn để tránh áp suất quá lớn bên trong vỏ. Ở phiên bản nửa kín, vùng phát thải khí nóng và bị ion hóa thường cách lỗ xả vài cm. Giải pháp thiết kế này được sử dụng trong các cầu dao tự động lắp bên cạnh các thiết bị khác, trong thiết bị đóng cắt, trong các máy móc vận hành thủ công. Bộ ngắt mạch giới hạn dòng điện không vượt quá 50 kA.

Ở dòng điện từ 100 kA trở lên, các buồng hở có diện tích phóng điện lớn được sử dụng trong bộ ngắt mạch.Thiết kế bán kín thường được sử dụng trong lắp ráp và máy tự động vạn năng, mở - trong máy tự động và tốc độ cao cho dòng điện giới hạn cao (100 kA trở lên) hoặc điện áp cao (trên 1000V).

Phương pháp dập tắt hồ quang điện trong lắp đặt và cầu dao vạn năng

Trong các bộ ngắt mạch để sử dụng hàng loạt (lắp đặt và phổ dụng), lưới hồ quang khử ion làm bằng các tấm thép được sử dụng rộng rãi. Trong chừng mực các bộ ngắt mạch được yêu cầu hoạt động trên cả AC và DC, số lượng tấm được chọn theo điều kiện ngắt mạch dòng điện không đổi... Mỗi cặp tấm phải có hiệu điện thế nhỏ hơn 25 V.

Trong các mạch điện xoay chiều có điện áp 660 V, các thiết bị hồ quang như vậy cung cấp khả năng dập tắt hồ quang với dòng điện lên tới 50 kA. Ở dòng điện một chiều, các thiết bị này hoạt động ở điện áp lên tới 440 V và cắt dòng điện lên tới 55 kA. Với thiết bị dập hồ quang dạng tấm thép, quá trình dập tắt diễn ra yên tĩnh, với lượng khí bị ion hóa và khí nóng thoát ra từ thiết bị dập hồ quang ở mức tối thiểu.

Các loại buồng dập hồ quang của bộ ngắt mạch

Đối với dòng điện cao, các buồng có khe mê cung và buồng có khe dọc thẳng được sử dụng. Hồ quang được kéo vào rãnh bằng cách thổi từ tính với một cuộn dây hiện tại.

Một buồng có khe dọc có thể có nhiều khe song song có tiết diện không đổi. Điều này làm giảm lực cản khí động học của buồng và làm cho hồ quang dòng điện cao đi vào khe dễ dàng hơn. Đầu tiên, hồ quang được chia thành một loạt các sợi song song. Nhưng sau đó, trong số tất cả các nhánh song song, chỉ còn lại một nhánh mà sự tuyệt chủng cuối cùng đã xảy ra. Tường buồng và vách ngăn được làm bằng xi măng amiăng.

Trong buồng khe mê cung, sự đi vào dần dần của hồ quang vào khe ngoằn ngoèo không tạo ra lực cản lớn ở dòng điện cao. Khe hở hẹp làm tăng độ dốc điện áp trong hồ quang, làm giảm độ dài hồ quang cần thiết để dập tắt. Hình dạng ngoằn ngoèo của khe cắm làm giảm kích thước của máy.

Trong buồng có khe mê cung, hồ quang được làm mát mạnh bởi các thành buồng Do hồ quang tỏa ra một lượng nhiệt lớn trên thành của khe nên vật liệu của buồng phải có nhiệt độ cao độ dẫn điện và điểm nóng chảy.

Để ngăn buồng bị phá hủy bởi nhiệt độ cao, cần phải giữ cho hồ quang di chuyển liên tục với tốc độ cao. Điều này đòi hỏi phải tạo ra một từ trường mạnh dọc theo toàn bộ đường đi của vòng cung trong khe. Nếu tốc độ không đủ, thiết bị dập hồ quang sẽ bị phá hủy.

Cordierite được sử dụng làm vật liệu buồng. Các vật liệu tạo khí như sợi, thủy tinh hữu cơ không được sử dụng do tăng lực cản khí động học.

Hiện tại, để đơn giản hóa thiết kế (loại bỏ các hệ thống kích nổ từ trường mạnh và phức tạp), họ đang quay trở lại ý tưởng về lưới thép deion. Các tấm thép có rãnh tiếp xúc hồ quang tạo ra lực làm di chuyển hồ quang. Không giống như lưới điện thông thường, hồ quang tiếp xúc với các tấm thép cách nhiệt: quá trình dập tắt xảy ra giống như trong buồng có các vách ngăn cách điện nằm ngang, nhưng không có hệ thống từ tính đặc biệt di chuyển hồ quang.

Ảnh hưởng của hồ quang điện đối với công tắc tiếp điểm tự động

Phần quan trọng nhất của cầu dao tự động là các tiếp điểm.Ở dòng điện định mức lên đến 200 A ở chế độ tự động, bộ ngắt mạch sử dụng một cặp tiếp điểm, có thể được lót bằng gốm kim loại để tăng khả năng chống hồ quang.

Dòng định mức lớn yêu cầu áp dụng tự động bộ ngắt tiếp điểm hai giai đoạn của loại cầu di động hoặc một cặp tiếp điểm chính và hồ quang. Các tiếp điểm chính của bộ ngắt mạch được lót bằng bạc hoặc gốm kim loại (bạc, niken, than chì). Tiếp điểm hồ quang cố định được phủ bằng sứ kim loại SV-50 (bạc, vonfram), SN-29GZ có thể tháo rời. Cermet và các nhãn hiệu khác được sử dụng trong thiết bị chuyển mạch tự động.

Trong các bộ ngắt mạch cho dòng điện định mức cao, việc bao gồm một số cặp tiếp điểm chính song song được sử dụng.

Trong các bộ ngắt mạch tốc độ cao, để giảm thời gian của chính chúng, chỉ sử dụng các tiếp điểm cuối có độ chìm thấp. Các điểm tiếp xúc được làm bằng đồng và các bề mặt tiếp xúc có màu bạc. Do dòng điện định mức tăng và điện trở tiếp xúc tương đối cao của công tắc tự động, công việc hiện đang được thực hiện để làm mát nhân tạo các tiếp điểm bằng chất lỏng. Giải pháp cho vấn đề này cho phép bạn duy trì trọng lượng và hiệu suất thấp. ngắt mạch và tăng dòng điện liên tục từ 2500 lên 10000 A.

Độ ổn định của các tiếp điểm của công tắc tự động trong trường hợp ngắn mạch

Độ ổn định của các tiếp điểm cầu dao khi bật cho ngắn mạch phụ thuộc vào tốc độ tăng áp suất trong các tiếp điểm. Khi biên độ của dòng điện đi kèm lớn hơn 30-40 kA, các máy tác động theo thời điểm được sử dụng, trong đó tốc độ di chuyển của các tiếp điểm và áp suất trong chúng không phụ thuộc vào tốc độ di chuyển của tay cầm công tắc.

Trong các cầu dao vạn năng chọn lọc, thời gian trễ có chủ ý được tạo ra khi có dòng điện ngắn mạch chạy qua.

Để tránh hàn các điểm tiếp xúc của cầu dao, phải áp dụng bù điện động. Khi dòng điện chạy trong mạch hồ quang tới dây dẫn mang bộ ngắt tiếp điểm hồ quang cố định, một lực điện động tác động, làm tăng áp suất lên các tiếp điểm.