Cách dập tắt hồ quang điện trong các thiết bị điện

Ngắt mạch điện của thiết bị là một quá trình chuyển đổi phần thân chuyển mạch của thiết bị từ trạng thái dẫn điện sang trạng thái không dẫn điện (điện môi).

Để dập tắt hồ quang, điều cần thiết là quá trình khử ion phải vượt quá quá trình ion hóa. Để dập tắt hồ quang, cần tạo điều kiện trong đó điện áp rơi trên hồ quang vượt quá điện áp do nguồn điện cung cấp.

Không khí chuyển động cưỡng bức

Dập tắt hồ quang trong luồng khí nén do máy nén tạo ra rất hiệu quả. Việc dập tắt như vậy không được sử dụng trong các thiết bị điện áp thấp, vì hồ quang có thể được dập tắt theo những cách đơn giản hơn mà không cần sử dụng thiết bị nén khí đặc biệt.

Để dập tắt hồ quang, đặc biệt là ở các dòng điện tới hạn (khi các điều kiện để dập tắt hồ quang điện xảy ra, chúng được gọi là tới hạn), một luồng không khí cưỡng bức được tạo ra bởi các bộ phận của hệ thống chuyển động khi di chuyển trong quá trình ngắt được sử dụng .

Dập tắt hồ quang trong chất lỏng, ví dụ như trong dầu máy biến áp, rất hiệu quả, bởi vì các sản phẩm khí của quá trình phân hủy dầu tạo thành ở nhiệt độ cao của hồ quang điện sẽ khử ion mạnh xi lanh hồ quang. Nếu các tiếp điểm của thiết bị ngắt kết nối được đặt trong dầu, thì hồ quang xảy ra trong quá trình mở sẽ dẫn đến sự hình thành khí và bay hơi mạnh của dầu. Một bong bóng khí được hình thành xung quanh hồ quang, bao gồm chủ yếu là hydro. Sự phân hủy nhanh chóng của dầu dẫn đến tăng áp suất, góp phần làm mát hồ quang và khử ion tốt hơn. Do sự phức tạp của thiết kế, phương pháp dập tắt hồ quang này không được sử dụng trong các thiết bị điện áp thấp.

Áp suất khí tăng lên giúp dập tắt hồ quang dễ dàng hơn vì nó làm tăng sự truyền nhiệt. Người ta thấy rằng các đặc tính điện áp hồ quang trong các loại khí khác nhau ở các áp suất khác nhau (cao hơn khí quyển) sẽ giống nhau nếu các khí này có cùng hệ số truyền nhiệt đối lưu.

Việc dập tắt dưới áp suất tăng được thực hiện trong các cầu chì hộp mực kín mà không có chất độn của sê-ri PR.

Tác dụng điện động lên hồ quang. Ở dòng điện trên 1 A, lực điện động xuất hiện giữa hồ quang và các bộ phận mang điện lân cận có ảnh hưởng lớn đến quá trình dập tắt hồ quang.Thật thuận tiện khi coi chúng là kết quả của sự tương tác giữa dòng điện hồ quang và từ trường được tạo ra bởi dòng điện chạy qua các bộ phận mang điện. Cách đơn giản nhất để tạo từ trường là đặt chính xác các điện cực mà hồ quang cháy ở giữa.

Để làm cứng thành công, điều cần thiết là khoảng cách giữa các điện cực tăng dần theo hướng chuyển động của nó. Ở dòng điện thấp, không mong muốn, ngay cả các bước rất nhỏ (cao 1 mm), vì hồ quang có thể bị trễ ở cạnh của chúng.

Làm đầy từ tính. Nếu không thể làm mát bằng cách sắp xếp hợp lý các bộ phận mang dòng điện bằng các dung dịch tiếp xúc chấp nhận được, thì để không tăng quá nhiều, cái gọi là làm mát từ tính được sử dụng. Để làm điều này, trong khu vực có cầu vồng cháy, hãy tạo từ trường bằng nam châm vĩnh cửu hoặc nam châm điện có cuộn dây dập hồ quang được mắc nối tiếp với mạch chính.. Đôi khi từ trường do vòng dòng điện tạo ra được khuếch đại bởi các bộ phận bằng thép đặc biệt. Từ trường hướng hồ quang theo hướng mong muốn.

Với cuộn dập hồ quang mắc nối tiếp, sự thay đổi hướng dòng điện trong mạch chính không dẫn đến thay đổi hướng di chuyển của hồ quang. Với một nam châm vĩnh cửu, hồ quang sẽ di chuyển theo các hướng khác nhau tùy thuộc vào hướng của dòng điện trong mạch chính. Thông thường, thiết kế của máng vòng cung không cho phép điều này. Sau đó, thiết bị có thể hoạt động theo một hướng của dòng điện, đây là một sự bất tiện đáng kể. Đây là nhược điểm chính của thiết kế nam châm vĩnh cửu, đơn giản hơn, nhỏ gọn hơn và rẻ hơn so với thiết kế cuộn dây hồ quang.

Cách để dập tắt hồ quang bằng cách sử dụng cuộn dây nối tiếp là cường độ trường cao nhất phải được tạo ra ở các dòng điện tới hạn nhỏ. Trường dập tắt hồ quang chỉ trở nên lớn ở dòng điện cao, khi có thể thực hiện mà không cần nó, vì các lực điện động trở nên đủ lớn để thổi tắt hồ quang.

Im lặng từ tính được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị được thiết kế cho áp suất khí quyển bình thường. Trong các công tắc không khí tự động cho điện áp lên đến 600 V (ngoại trừ tốc độ cao), các cuộn dây dập tắt hồ quang không được sử dụng, vì đây chủ yếu là các thiết bị vận hành thủ công và rất dễ tạo ra khe hở tiếp xúc đủ lớn cho chúng. Tuy nhiên, gia cố tại hiện trường bằng kẹp thép bao phủ các bộ phận mang điện thường được sử dụng. Cuộn dây dập tắt hồ quang được sử dụng trong công tắc tơ điện từ một cực dòng điện một chiều vì dung dịch tiếp xúc phải giảm đi nhiều tránh dùng nam châm điện hồi quá lớn.