Подавление дуги - Arc suppression

Подавление дуги уменьшение искр, образующихся при разъединении токоведущих контактов. Искра представляет собой световой разряд высокоэнергетических электронов и ионов, электрическая дуга.[1][2][3][4]

Использует


(слева) Нетронутые контакты реле
(справа) Почти разрушенные контакты реле, работающего под напряжением почти 100 000 циклов

Существует несколько возможных областей использования методов гашения дуги, среди них: осаждение и напыление металлической пленки, защита от дуги, электростатические процессы, при которых электрические дуги нежелательны (например, порошковая покраска, очистка воздуха, ПВДФ пленочная полировка) и контактный ток дугогашения. В промышленной, военной и бытовой электронике последний метод обычно применяется к таким устройствам, как электромеханические силовые переключатели, реле и контакторы. В этом контексте гашение дуги защита от контакта.

Защита контактов

Каждый раз, когда электрическое силовое устройство (например, нагреватели, лампы, двигатели, трансформаторы или аналогичные силовые нагрузки) включается или выключается, его выключатель, реле или контактор переходит либо из закрытого в открытое состояние (разрыв дуги), либо из открытого состояния в закрытое (создание дуги и отскок дуги), под нагрузкой между двумя точками контакта (электродами) переключателя возникает электрическая дуга. Разрывная дуга обычно более энергична и, следовательно, более разрушительна.[5][6]

Температура полученного электрическая дуга очень высока (десятки тысяч градусов), в результате чего металл на контактных поверхностях плавится, объединяется и перемещается вместе с током. Высокая температура дуги трещины молекулы окружающего газа создают озон, окись углерода и другие соединения. Энергия дуги медленно разрушает контактный металл, в результате чего часть материала улетучивается в воздух в виде мелких твердых частиц. Именно эта активность приводит к быстрому разрушению материала контактов, что приводит к выходу устройства из строя.[4][7]

Подавление дуги представляет собой область интереса в технике из-за разрушающего воздействия электрической дуги на электромеханические силовые переключатели, реле и контакторы Пункты связи.[8]

Эффективность

Снимки экрана с осциллографа, измеряющего энергию дуги: ток показан Синяя линия (синусоидальная волна), 2В / дел = 5А / дел; напряжение показано Красная линия, 10В / дел.
(слева) Электрическая дуга переменного тока без подавления
(справа) Идентичная дуга с гашением.

Эффективность решения по гашению дуги для защита от контакта можно оценить, сравнив интенсивность дуги с помощью следующих методов:

  • Визуальный осмотр дуги: электрическую дугу можно визуально наблюдать на электромеханическом переключателе мощности, реле и контакторе с видимыми контактами, в то время как контакты размыкаются и замыкаются под нагрузкой.
  • Графическое представление измерений, полученных с помощью осциллографа: электрическую дугу можно наблюдать с помощью осциллографа, чтобы проследить форму волны напряжения на контактных выводах, когда контакты размыкаются и замыкаются под нагрузкой.

Общие устройства

Обычными устройствами, используемыми для предотвращения дуги, являются конденсаторы, амортизаторы, диоды, стабилитроны, варисторы, и ограничители переходного напряжения.[9] Решения по гашению контактной дуги, которые считаются более эффективными:

  1. Двухпроводной контактный дугогаситель
  2. Твердотельные реле не являются электромеханическими, не имеют контактов и, следовательно, не создают электрические дуги.[10]
  3. Гибридные силовые реле
  4. Гибридные силовые контакторы

Преимущества гашения дуги

Методы гашения дуги могут дать ряд преимуществ:[11]

  1. Минимальное повреждение контактов из-за дугового разряда и, как следствие, снижение частоты обслуживания, ремонта и замены.
  2. Повышенная надежность контактов.
  3. Сниженное тепловыделение, в результате чего меньше мер по управлению теплом, таких как вентиляция и вентиляторы.
  4. Снижение выбросов озона и загрязняющих веществ.
  5. Уменьшенный Электромагнитная интерференция (EMI) от дуги - распространенный источник излучаемых EMI.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ "Электрическая дуга". TheFreeDictionary.com. Получено 22 августа, 2011.
  2. ^ Мартин, Т. Л. (нет данных). «Электрическая дуга». Архивировано из оригинал 31 марта 2012 г.. Получено 22 августа, 2011.
  3. ^ Ховатсон, А. М. (1976). Введение в газовые разряды (второе изд.). Оксфорд: Pergamon Press. С. 47–101. ISBN  9780080205755.
  4. ^ а б "Явление контактной дуги" (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2007-08-13. Получено 22 августа, 2011.
  5. ^ Национальная ассоциация производителей реле, Справочник по реле для инженеров, НАРМ, 8-е издание, 1980 г., стр. 245
  6. ^ Мартин, Перри Л. (1999). Справочник по электронному анализу отказов. Макгроу-Хилл. С. 16.1–16.29.CS1 maint: ref = harv (ссылка на сайт)
  7. ^ Мартин 1999, п. 1.3
  8. ^ Tyco P&B, Contact ARC Phenomenon, Tyco Electronics Corporation - P&B, Уинстон-Салем, Северная Каролина, Примечание по применению 13C3203, стр. 1-3
  9. ^ Tyco P&B, Срок службы реле, Tyco Electronics Corporation - P&B, Уинстон-Салем, Северная Каролина, Примечание по применению 13C3236, стр. 1-3
  10. ^ Национальная ассоциация производителей реле, Справочник по реле для инженеров, НАРМ, 8-е издание, 1980 г., глава 13
  11. ^ «Особенности и преимущества Подавление дуги». Получено 6 декабря, 2013.

дальнейшее чтение