Gašenje luka u prekidačima kritičan je proces u osiguravanju električne sigurnosti i pouzdanosti sustava , posebno u minijaturnim prekidačima (MCBs ) koji se koristi u niskonaponskim aplikacijama.
Tijekom prekida kratkog spoja , odvajanje kontakata stvara električni luk. Ovaj luk je vrlo dinamičan i pod utjecajem elektromagnetskih sila, geometrije lučnog otvora i dizajna materijala.
Razumijevanje načina na koji lukovi za luk gase luk neophodno je za poboljšanje rada prekidača, trajnosti i sposobnosti zaštite.
Nakon što se luk formira, struja koja teče kroz njega stvara magnetsko polje. Luk se ponaša kao vodič kroz koji teče struja i pokreće ga Lorentzova sila :
F = I × B
Ova sila uzrokuje pomicanje luka, obično prema otvoru za luk , gdje se može izdužiti, ohladiti i ugasiti.
Zbog nejednolike raspodjele magnetskog polja , luk doživljava usmjerenu silu koja ga vodi u strukturu lučnog otvora.
jedan Dizajn lučnog otvora je od najvažnijih čimbenika u gašenju luka. Određuje kako se luk hvata, vodi, izdužuje i segmentira.
U izmjeničnim prekidačima, urezi u obliku slova U ili V obično se koriste na ulazu u otvor za luk.
Poboljšajte hvatanje luka na ulazu
Promicati produljenje luka
Omogući lučno dijeljenje između razdjelnih ploča
Dodavanje središnjeg utora poboljšava kontrolu luka:
Poboljšava stabilnost vođenja luka
Osigurava kontrolirano produljenje luka prije cijepanja
Pruža dosljednu izvedbu u različitim trenutnim uvjetima
Gašenje istosmjernog luka je izazovnije zbog nepostojanja prolaza struje kroz nulu.
Forsira putanju cik-cak luka
Povećava duljinu luka i napon luka
Promiče ranu segmentaciju luka
Smanjuje stabilnost luka radi bržeg gašenja
Alati za simulaciju kao što je ANSYS pokazuju kako elektromagnetske sile utječu na ponašanje luka tijekom prekida.
U trenutku kada se kontakti odvoje, luk doživljava neto silu prema gore prema ulazu u otvor za luk.
Magnetska polja su nejednolika zbog geometrije vodiča i feromagnetskih materijala
Veća gustoća magnetskog toka pojavljuje se u blizini zavoja i ulaza lučnog otvora
Rezultirajuća Lorentzova sila tjera luk u lučni žlijeb
Kako se položaj luka mijenja:
Raspodjela magnetskog toka varira
Mijenja se vektor sile koja djeluje na luk
Međutim, ukupni učinak ostaje dosljedan:
Luk se kontinuirano ubacuje u otvor za luk, gdje se izdužuje i segmentira do gašenja
Ispitivanje kratkog spoja osigurava validaciju performansi gašenja luka u prekidačima.
Tipična mjerenja uključuju:
Struja kratkog spoja
Prijelazni povratni napon (TRV)
Uzorci erozije lučnog kanala
Vrijeme prekida: 3,0 ms, struja: 3670 A
→ Velika energija luka, jake oscilacije, jaka erozija
Vrijeme prekida: 3,0 ms, struja: 2790 A
→ Česti prijenos luka i segmentacija, lokalizirana erozija
Vrijeme prekida: 2,8 ms, struja: ~2790 A
→ Lakše ponašanje luka, ravnomjernija erozija
Vrijeme prekida: 3,0 ms, struja: 2810 A
→ Stabilno pričvršćenje luka, minimalni TRV, kontrolirana erozija
Dizajn lučnog otvora izravno utječe na performanse gašenja luka
Ponašanje luka kontroliraju i geometrija i elektromagnetske sile
U/V urezi, središnji prorezi i raspoređeni prorezi imaju različite uloge
Simulacija i testiranje zajedno poboljšavaju učinkovitost i pouzdanost dizajna prekidača
