Pagbuo ng isang electric arc. Istraktura at katangian ng electric arc

Ang Arc extinguishing ay pinadali ng mga high-discharged na gas o high-pressure na gas na ginagamit bilang panloob na insulation ng mga device na may boltahe na higit sa 1000V.

Pagpatay ng arko sa isang vacuum. Ang mataas na na-discharged na gas ay may lakas ng kuryente nang sampu-sampung beses na mas malaki kaysa sa gas sa atmospheric pressure; ito ay ginagamit sa mga vacuum contactor at circuit breaker.

Extinguishing arc sa mataas na presyon ng mga gas. Ang hangin sa isang presyon ng 2 MPa o higit pa ay may mataas na lakas ng kuryente, na ginagawang posible na lumikha ng mga compact extinguishing device sa mga air circuit breaker. Mabisang gumamit ng sulfur hexafluoride SF 6 (SF6 gas) upang patayin ang arko.

Mga Kondisyon ng AC Arc Extinguishing.

Hayaang maghiwalay ang mga contact sa punto a. Isang arko ang lumiwanag sa pagitan nila. Sa pagtatapos ng kalahating cycle, dahil sa isang pagbawas sa kasalukuyang, ang paglaban ng arc shaft ay tumataas at, nang naaayon, ang boltahe sa arc ay tumataas. Kapag ang kasalukuyang lumalapit sa zero, ang mababang kapangyarihan ay ibinibigay sa arko, ang temperatura ng arko ay bumababa, ang thermal ionization ay bumabagal nang naaayon at ang mga proseso ng deionization ay nagpapabilis - ang arko ay lumalabas (point 0 ). Ang kasalukuyang sa circuit ay nagambala bago ang natural na pagpasa nito sa zero. Boltahe na tumutugma sa kasalukuyang pagkagambala - peak quenching U g.

kanin. 22. Pinapatay ang AC arc na may aktibong load

Matapos patayin ang arko, ang proseso ng pagpapanumbalik ng lakas ng kuryente ng agwat ng arko ay nangyayari (curve a 1 - b 1). Ang lakas ng kuryente ng arc gap ay tumutukoy sa boltahe kung saan nangyayari ang electrical breakdown ng arc gap. Ang paunang lakas ng kuryente (point a 1) at ang rate ng pagtaas nito ay nakasalalay sa mga katangian ng arc extinguishing device. Sa ngayon t 1 ang kurba ng boltahe sa kabila ng agwat ng arko ay sumasalubong sa kurba para sa pagpapanumbalik ng lakas ng kuryente ng agwat ng arko - ang arko ay nag-apoy. Arc ignition voltage - ignition peak U z. Ang kurba ng boltahe ng arko ay may hugis ng saddle.

Sa punto 0 1 ang arko ay lumabas muli at ang mga prosesong katulad ng inilarawan sa itaas ay nangyayari. Sa oras 0 1 dahil sa divergence ng mga contact, ang haba ng arc ay tumataas, ang pag-alis ng init mula sa arc ay tumataas, at ang paunang lakas ng kuryente (point a 2) at ang rate ng pagtaas nito (curve a 2 - b 2) ay tumataas nang naaayon. Alinsunod dito, tumataas ang dead time pause 0 1 - t 2 > 0 -t 1 .

Sa ngayon t 2 muling nag-aapoy ang arko. Sa punto 0 11 lumalabas ang arko. Ang paunang lakas ng kuryente (point a 3) at ang rate ng pagtaas nito (curve a 3 – b 3) ay tumaas muli. Ang kurba ng boltahe ay hindi sumasalubong sa pagtaas ng kurba ng lakas ng kuryente. Ang arko ay hindi nag-aapoy sa kalahating siklo na ito.

Sa isang bukas na arko sa mataas na boltahe(horn gap), ang pagtukoy na kadahilanan ay ang aktibong paglaban ng mataas na pinalawak na arc shaft ang mga kondisyon para sa pag-aalis ng alternating current arc ay papalapit sa mga kondisyon para sa pag-aalis ng isang direktang kasalukuyang arko, at ang mga proseso pagkatapos ng kasalukuyang pumasa sa zero ay may kaunting epekto sa pinapatay ang arko.

Sa isang inductive load, ang patay na oras ay napakaliit (humigit-kumulang 0.1 μs), iyon ay, ang arko ay nasusunog halos patuloy. Ang hindi pagpapagana ng inductive load ay mas mahirap kaysa sa resistive load. Walang kasalukuyang pagkaantala dito.

Sa pangkalahatan, ang proseso ng arc extinguishing na may alternating current ay mas madali kaysa sa direktang kasalukuyang. Ang isang nakapangangatwiran na kondisyon para sa pagpatay ng isang alternating current arc ay dapat isaalang-alang kapag ang extinguishing ay nangyayari sa panahon ng unang paglipat ng kasalukuyang sa pamamagitan ng zero pagkatapos buksan ang mga contact.

Mga tanong sa pagsusulit sa sarili:

· Mga lugar ng paglabas ng arko.

· Katangian ng static na kasalukuyang boltahe.

· Dynamic na kasalukuyang boltahe na katangian.

· Mga kundisyon para sa matatag na pagkasunog at pagpuksa ng DC arc.

· Anong mga phenomena ang ginagamit upang patayin ang arko?

· Mga kondisyon ng AC arc extinguishing.

Electric welding arc ay isang pangmatagalang electrical discharge sa plasma, na isang pinaghalong mga ionized na gas at singaw ng mga bahagi ng proteksiyon na kapaligiran, tagapuno at base metal.

Nakuha ng arko ang pangalan nito mula sa katangiang hugis na kinukuha kapag nasusunog sa pagitan ng dalawang electrodes na pahalang na matatagpuan; ang mga pinainit na gas ay may posibilidad na tumaas paitaas at ang paglabas ng kuryente na ito ay yumuko, na nagiging hugis ng isang arko o arko.

Mula sa isang praktikal na punto ng view, ang arko ay maaaring ituring bilang isang gas conductor na nagko-convert ng elektrikal na enerhiya sa thermal energy. Nagbibigay siya mataas na intensity pag-init at madaling kontrolin sa pamamagitan ng mga de-koryenteng parameter.

Ang isang karaniwang katangian ng mga gas ay hindi sila conductor sa ilalim ng normal na mga kondisyon. agos ng kuryente. Gayunpaman, sa ilalim ng kanais-nais na mga kondisyon ( mataas na temperatura at ang pagkakaroon ng panlabas na high-intensity electric field) na mga gas ay maaaring ionized, i.e. ang kanilang mga atomo o molekula ay maaaring maglabas o, para sa mga electronegative na elemento, sa kabaligtaran, kumukuha ng mga electron, na nagiging positibo o negatibong mga ion, ayon sa pagkakabanggit. Salamat sa mga pagbabagong ito, ang mga gas ay lumipat sa ikaapat na estado ng bagay na tinatawag na plasma, na kung saan ay electrically conductive.

Ang paggulo ng welding arc ay nangyayari sa maraming yugto. Halimbawa, kapag hinang ang MIG/MAG, kapag nagkadikit ang dulo ng elektrod at ang bahaging hinangin, nagkakaroon ng kontak sa pagitan ng mga micro protrusions ng kanilang mga ibabaw. Mataas na density ang kasalukuyang nag-aambag sa mabilis na pagkatunaw ng mga protrusions na ito at ang pagbuo ng isang layer ng likidong metal, na patuloy na tumataas patungo sa elektrod, at kalaunan ay pumutok.

Sa sandali ng pagkalagot ng jumper, ang mabilis na pagsingaw ng metal ay nangyayari, at ang discharge gap ay puno ng mga ions at electron na nagmumula sa kasong ito. Dahil sa ang katunayan na ang boltahe ay inilapat sa elektrod at sa produkto, ang mga electron at ion ay nagsisimulang gumalaw: ang mga electron at negatibong sisingilin na mga ion sa anode, at ang mga positibong sisingilin na mga ion sa katod, at sa gayon ang isang welding arc ay nasasabik. Matapos ang arc ay nasasabik, ang konsentrasyon ng mga libreng electron at positibong mga ion sa arc gap ay patuloy na tumataas, dahil ang mga electron ay bumangga sa mga atomo at molekula sa kanilang daan at "magpapatumba" ng higit pang mga electron mula sa kanila (kasabay nito, ang mga atomo na nawalan ng isa o higit pang mga electron na naging positively charged ions ). Ang matinding ionization ng gas sa arc gap ay nangyayari at ang arc ay nakakakuha ng katangian ng isang stable arc discharge.

Ilang fractions ng isang segundo pagkatapos ng arc ay nasasabik, ang isang weld pool ay nagsisimulang mabuo sa base metal, at isang patak ng metal ay nagsisimulang mabuo sa dulo ng elektrod. At pagkatapos ng tungkol sa isa pang 50 - 100 millisecond, ang isang matatag na paglipat ng metal mula sa dulo ng electrode wire papunta sa weld pool ay itinatag. Maaari itong isagawa alinman sa pamamagitan ng mga patak na malayang lumilipad sa ibabaw ng agwat ng arko, o sa pamamagitan ng mga patak na unang bumubuo ng isang maikling circuit at pagkatapos ay dumadaloy sa weld pool.

Ang mga de-koryenteng katangian ng arko ay natutukoy sa pamamagitan ng mga proseso na nagaganap sa tatlong katangian na mga zone nito - ang haligi, pati na rin sa malapit-electrode na mga rehiyon ng arko (cathode at anode), na matatagpuan sa pagitan ng haligi ng arko sa isang gilid at ang elektrod at ang produkto sa kabilang banda.

Upang mapanatili ang arc plasma kapag hinang gamit ang isang consumable electrode, ito ay sapat na upang magbigay ng isang kasalukuyang ng 10 hanggang 1000 amperes at maglapat ng isang electric boltahe ng tungkol sa 15 hanggang 40 volts sa pagitan ng elektrod at ng produkto. Sa kasong ito, ang pagbaba ng boltahe sa buong haligi ng arko mismo ay hindi lalampas sa ilang volts. Ang natitirang boltahe ay bumaba sa mga rehiyon ng katod at anode ng arko. Ang haba ng haligi ng arko sa average ay umabot sa 10 mm, na tumutugma sa humigit-kumulang 99% ng haba ng arko. Kaya, ang lakas ng patlang ng kuryente sa haligi ng arko ay nasa hanay mula 0.1 hanggang 1.0 V/mm. Ang mga rehiyon ng cathode at anode, sa kabaligtaran, ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang napakaikling haba (mga 0.0001 mm para sa rehiyon ng katod, na tumutugma sa ibig sabihin ng libreng landas ng ion, at 0.001 mm para sa rehiyon ng anodic, na tumutugma sa mean. libreng landas ng elektron). Alinsunod dito, ang mga rehiyong ito ay may napakataas na lakas ng patlang ng kuryente (hanggang 104 V/mm para sa rehiyon ng cathode at hanggang 103 V/mm para sa rehiyon ng anodic).

Ito ay itinatag ng eksperimento na para sa kaso ng hinang na may consumable electrode, ang pagbaba ng boltahe sa rehiyon ng cathode ay lumampas sa pagbaba ng boltahe sa rehiyon ng anode: 12 - 20 V at 2 - 8 V, ayon sa pagkakabanggit. Isinasaalang-alang ang pagbuo ng init sa mga bagay de-koryenteng circuit depende sa kasalukuyang at boltahe, nagiging malinaw na kapag hinang gamit ang isang consumable electrode, mas maraming init ang inilabas sa lugar kung saan mas maraming boltahe ang bumaba, i.e. sa katod. Samakatuwid, kapag hinang gamit ang isang consumable electrode, higit sa lahat ang reverse polarity ng welding current ay ginagamit, kapag ang produkto ay nagsisilbing cathode upang matiyak ang malalim na pagtagos ng base metal (sa kasong ito, ang positibong poste ng pinagmumulan ng kuryente ay konektado sa ang elektrod). Ang direktang polarity ay minsan ginagamit kapag nagsasagawa ng surfacing (kapag ang pagtagos ng base metal, sa kabaligtaran, ay kanais-nais na maging minimal).

Sa ilalim ng mga kondisyon ng welding ng TIG (non-consumable electrode welding), ang pagbaba ng boltahe ng cathode, sa kabaligtaran, ay makabuluhang mas mababa kaysa sa pagbaba ng boltahe ng anode at, nang naaayon, sa ilalim ng mga kondisyong ito ay mas maraming init ang nabuo sa anode. Samakatuwid, kapag hinang gamit ang isang hindi nauubos na elektrod, upang matiyak ang malalim na pagtagos ng base metal, ang produkto ay konektado sa positibong terminal ng pinagmumulan ng kapangyarihan (at ito ay nagiging anode), at ang elektrod ay konektado sa negatibong terminal ( kaya, pinoprotektahan din ang elektrod mula sa sobrang pag-init).

Sa kasong ito, anuman ang uri ng electrode (consumable o non-consumable), ang init ay nabuo pangunahin sa mga aktibong rehiyon ng arc (cathode at anode), at hindi sa arc column. Ang pag-aari na ito ng arko ay ginagamit upang matunaw lamang ang mga bahagi ng base metal kung saan ang arko ay nakadirekta.

Ang mga bahaging iyon ng mga electrodes kung saan dumadaan ang arc current ay tinatawag na active spots (sa positive electrode - anode spot, at sa negative electrode - cathode spot). Ang cathode spot ay pinagmumulan ng mga libreng electron, na nag-aambag sa ionization ng arc gap. Kasabay nito, ang mga daloy ng mga positibong ion ay dumadaloy patungo sa katod, binomba ito at inililipat ang kanilang kinetic energy dito. Ang temperatura sa ibabaw ng cathode sa lugar ng aktibong lugar sa panahon ng hinang na may consumable electrode ay umabot sa 2500 ... 3000 °C.

Ang mga stream ng mga electron at mga negatibong sisingilin na ion ay dumadaloy sa anode spot, na naglilipat ng kanilang kinetic energy dito. Ang temperatura sa ibabaw ng anode sa lugar ng aktibong lugar sa panahon ng hinang na may consumable electrode ay umabot sa 2500 ... 4000°C. Ang temperatura ng arc column kapag hinang gamit ang consumable electrode ay umaabot mula 7,000 hanggang 18,000°C (para sa paghahambing: ang natutunaw na punto ng bakal ay humigit-kumulang 1500°C).

Impluwensiya sa arko ng mga magnetic field

Kapag hinang na may direktang kasalukuyang, ang isang kababalaghan tulad ng magnetic ay madalas na sinusunod. Ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga sumusunod na tampok:

Ang hanay ng welding arc ay mabilis na lumihis mula sa normal na posisyon nito;
- ang arko ay nasusunog nang hindi matatag at madalas na naputol;
- ang tunog ng arc burning pagbabago - popping sounds lalabas.

Ang magnetic blast ay nakakagambala sa pagbuo ng tahi at maaaring mag-ambag sa paglitaw ng naturang mga depekto sa tahi bilang kakulangan ng pagtagos at kakulangan ng pagsasanib. Ang sanhi ng magnetic blast ay ang pakikipag-ugnayan magnetic field welding arc sa iba pang kalapit na magnetic field o ferromagnetic na masa.

Ang welding arc column ay maaaring ituring bilang bahagi ng welding circuit sa anyo ng isang flexible conductor sa paligid kung saan mayroong magnetic field.

Bilang resulta ng pakikipag-ugnayan ng magnetic field ng arc at ang magnetic field na lumitaw sa bahagi na hinangin sa panahon ng pagpasa ng kasalukuyang, ang welding arc ay pinalihis sa direksyon na kabaligtaran sa lugar kung saan ang kasalukuyang konduktor ay konektado.

Ang impluwensya ng ferromagnetic mass sa arc deflection ay dahil sa ang katunayan na, dahil sa malaking pagkakaiba sa paglaban sa pagpasa ng mga linya ng magnetic field ng arko sa pamamagitan ng hangin at sa pamamagitan ng mga ferromagnetic na materyales (iron at mga haluang metal nito), ang magnetic field ay lumalabas. upang maging mas puro sa gilid na kabaligtaran sa lokasyon ng masa, kaya ang haligi ng arko ay lumilipat sa gilid na ferromagnetic na katawan.

Ang magnetic field ng welding arc ay tumataas sa pagtaas ng welding current. Samakatuwid, ang epekto ng magnetic blast ay mas madalas na ipinahayag kapag hinang sa mataas na kondisyon.

Maaari mong bawasan ang impluwensya ng magnetic blast sa proseso ng hinang:

Pagsasagawa ng maikling arc welding;
- Pagkiling sa elektrod upang ang dulo nito ay nakadirekta patungo sa pagkilos ng magnetic blast;
- inilalapit ang kasalukuyang supply sa arko.

Ang epekto ng magnetic blast ay maaari ding mabawasan sa pamamagitan ng pagpapalit ng direktang welding current ng alternating current, kung saan ang magnetic blast ay lumilitaw nang mas kaunti. Gayunpaman, dapat itong alalahanin na ang alternating current arc ay hindi gaanong matatag, dahil dahil sa pagbabago sa polarity napupunta ito at muling umiilaw ng 100 beses bawat segundo. Upang ang alternating current arc ay masunog nang matatag, kinakailangan na gumamit ng mga arc stabilizer (madaling ionized na mga elemento), na ipinakilala, halimbawa, sa electrode coating o sa flux.

Pisikal na batayan ng pagsunog ng arko. Kapag ang mga contact ng isang de-koryenteng aparato ay bumukas, ang isang electric arc ay nangyayari dahil sa ionization ng espasyo sa pagitan ng mga ito. Ang puwang sa pagitan ng mga contact ay nananatiling conductive at ang daloy ng kasalukuyang sa pamamagitan ng circuit ay hindi hihinto.

Para sa ionization at arc formation, kinakailangan na ang boltahe sa pagitan ng mga contact ay humigit-kumulang 15-30 V at ang circuit kasalukuyang 80-100 mA.

Kapag ang espasyo sa pagitan ng mga contact ay na-ionize, ang mga gas (hangin) na mga atom na pumupuno dito ay naghiwa-hiwalay sa mga sisingilin na particle - mga electron at positibong ion. Ang daloy ng mga electron na ibinubuga mula sa ibabaw ng contact, na nasa ilalim ng negatibong potensyal (cathode), ay gumagalaw patungo sa positibong sisingilin na contact (anode); ang daloy ng mga positibong ion ay gumagalaw sa katod (Larawan 303, a).

Ang mga pangunahing kasalukuyang carrier sa arko ay mga electron, dahil ang mga positibong ion, na may malaking masa, ay gumagalaw nang mas mabagal kaysa sa mga electron at samakatuwid ay naglilipat ng mas kaunti kada yunit ng oras mga singil sa kuryente. Gayunpaman, ang mga positibong ion ay may malaking papel sa proseso ng arcing. Papalapit sa katod, lumikha sila ng isang malakas electric field, na kumikilos sa mga electron na nasa metal cathode at hinihila ang mga ito palabas mula sa ibabaw nito. Ang phenomenon na ito ay tinatawag na field emission (Larawan 303, b). Bilang karagdagan, ang mga positibong ion ay patuloy na binomba ang katod at binibigyan ito ng kanilang enerhiya, na nagiging init; sa kasong ito, ang temperatura ng cathode ay umabot sa 3000-5000 °C.

Habang tumataas ang temperatura, ang paggalaw ng mga electron sa metal na katod ay nagpapabilis, nakakakuha sila ng mas malaking enerhiya at nagsimulang umalis sa katod, lumilipad sa kapaligiran. Ang kababalaghang ito ay tinatawag thermionic emission. Kaya, sa ilalim ng impluwensya ng auto- at thermionic emission, parami nang parami ang mga electron na pumapasok sa electric arc mula sa cathode.

Kapag lumilipat mula sa katod patungo sa anode, ang mga electron, na nagbabanggaan ng mga neutral na atomo ng gas sa kanilang daan, hinati ang mga ito sa mga electron at positibong ion (Larawan 303, c). Ang prosesong ito ay tinatawag na epekto ionization. Ang bago, tinatawag na pangalawang electron na lumilitaw bilang resulta ng impact ionization ay nagsisimulang lumipat patungo sa anode at, sa kanilang paggalaw, nahati ang lahat ng mga bagong atom ng gas. Ang itinuturing na proseso ng gas ionization ay may mala-avalanche na karakter, tulad ng isang bato na itinapon mula sa isang bundok na kumukuha ng higit pang mga bato sa daanan nito, na bumubuo ng avalanche. Bilang resulta, napunan ang puwang sa pagitan ng dalawang contact isang malaking bilang mga electron at positibong ion. Ang pinaghalong ito ng mga electron at positive ions ay tinatawag plasma. Sa pagbuo ng plasma, ang thermal ionization ay gumaganap ng isang makabuluhang papel, na nangyayari bilang isang resulta ng pagtaas ng temperatura, na nagiging sanhi ng pagtaas sa bilis ng paggalaw ng mga sisingilin na mga particle ng gas.

Ang mga electron, ion at neutral na mga atomo na bumubuo sa plasma ay patuloy na nagbabanggaan sa isa't isa at nagpapalitan ng enerhiya; sa kasong ito, ang ilang mga atomo sa ilalim ng mga epekto ng mga electron ay napupunta sa isang nasasabik na estado at naglalabas ng labis na enerhiya sa anyo ng liwanag na radiation. Gayunpaman, ang electric field na kumikilos sa pagitan ng mga contact ay nagiging sanhi ng karamihan sa mga positibong ion na lumipat patungo sa katod, at ang karamihan ng mga electron sa anode.

Sa isang direktang kasalukuyang electric arc sa isang matatag na estado, ang thermal ionization ay mapagpasyahan. Sa isang alternating current arc, kapag ang kasalukuyang pumasa sa zero, ang impact ionization ay gumaganap ng isang makabuluhang papel, at sa panahon ng natitirang oras ng arc burning, ang thermal ionization ay gumaganap ng isang mahalagang papel.

Kapag nasunog ang arko, kasabay ng ionization ng puwang sa pagitan ng mga contact, nangyayari ang reverse process. Ang mga positibong ion at electron, na nakikipag-ugnayan sa isa't isa sa intercontact space o kapag tumama sila sa mga dingding ng silid kung saan nasusunog ang arko, ay bumubuo ng mga neutral na atomo. Ang prosesong ito ay tinatawag na recombination; kapag huminto ang ionization recombination humahantong sa pagkawala ng mga electron at ions mula sa interelectrode space - nangyayari ang deionization nito. Kung ang recombination ay nangyayari sa dingding ng silid, ito ay sinamahan ng pagpapalabas ng enerhiya sa anyo ng init; Sa panahon ng recombination sa interelectrode space, ang enerhiya ay inilabas sa anyo ng radiation.

Kapag ito ay nakikipag-ugnay sa mga dingding ng silid kung saan matatagpuan ang mga contact, ang arko ay lumalamig, kung saan. humahantong sa pagtaas ng deionization. Nagaganap din ang deionization bilang resulta ng paggalaw ng mga sisingilin na particle mula sa mga gitnang rehiyon ng arko na may mas mataas na konsentrasyon patungo sa mga peripheral na rehiyon na may mababang konsentrasyon. Ang prosesong ito ay tinatawag na pagsasabog ng mga electron at positibong ion.

Ang arc combustion zone ay conventionally nahahati sa tatlong mga seksyon: ang cathode zone, ang arc shaft at ang anode zone. Sa cathode zone, ang matinding paglabas ng elektron ay nangyayari mula sa negatibong contact ang boltahe drop sa zone na ito ay tungkol sa 10 V.

Ang isang plasma na may humigit-kumulang na parehong konsentrasyon ng mga electron at mga positibong ion ay nabuo sa arc barrel. Samakatuwid, sa bawat sandali ng oras, ang kabuuang singil ng mga positibong ion ng plasma ay nagbabayad para sa kabuuang negatibong singil ng mga electron nito. Ang mataas na konsentrasyon ng mga sisingilin na mga particle sa plasma at ang kawalan ng isang de-koryenteng singil dito ay tumutukoy sa mataas na electrical conductivity ng arc barrel, na malapit sa electrical conductivity ng mga metal. Ang pagbaba ng boltahe sa arc shaft ay humigit-kumulang na proporsyonal sa haba nito. Ang anode zone ay pangunahing puno ng mga electron na nagmumula sa arc shaft hanggang sa positibong contact. Ang pagbaba ng boltahe sa zone na ito ay depende sa kasalukuyang arc at ang laki ng positibong contact. Ang kabuuang pagbaba ng boltahe sa arko ay 15-30 V.

Ang pag-asa ng boltahe drop U dg kumikilos sa pagitan ng mga contact sa kasalukuyang I na dumadaan sa electric arc ay tinatawag na kasalukuyang-boltahe na katangian ng arc (Fig. 304, a). Ang boltahe Uz, kung saan ang arc ignition ay posible sa kasalukuyang I = 0, ay tinatawag boltahe ng pag-aapoy. Ang halaga ng boltahe ng pag-aapoy ay tinutukoy ng materyal ng mga contact, ang distansya sa pagitan nila, temperatura at kapaligiran. Pagkatapos ng pangyayari

Sa panahon ng isang electric arc, ang kasalukuyang nito ay tumataas sa isang halaga na malapit sa kasalukuyang load na dumaloy sa mga contact bago isara. Sa kasong ito, ang paglaban ng intercontact gap ay bumaba nang mas mabilis kaysa sa kasalukuyang pagtaas, na humahantong sa pagbaba sa boltahe drop U dg. Ang arc burning mode na tumutugma sa curve a ay tinatawag static.

Kapag ang kasalukuyang bumababa sa zero, ang proseso ay tumutugma sa curve b at ang arko ay humihinto na may mas mababang boltahe na drop kaysa sa boltahe ng pag-aapoy. Ang boltahe Ug kung saan lumabas ang arko ay tinatawag pagsusubo boltahe. Ito ay palaging mas mababa kaysa sa boltahe ng pag-aapoy dahil sa isang pagtaas sa temperatura ng mga contact at isang pagtaas sa kondaktibiti ng intercontact gap. Kung mas malaki ang rate ng kasalukuyang pagbabawas, mas mababa ang boltahe ng pagkalipol ng arko sa sandaling huminto ang kasalukuyang. Ang mga katangian ng kasalukuyang boltahe b at c ay tumutugma sa pagbaba ng kasalukuyang c sa iba't ibang bilis(para sa curve c higit pa sa para sa curve b), at ang tuwid na linya d ay tumutugma sa halos agad-agad na pagbaba ng kasalukuyang. Ang likas na katangian ng kasalukuyang-boltahe na mga katangian ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng ang katunayan na sa isang mabilis na pagbabago sa kasalukuyang, ang estado ng ionization ng intercontact gap ay walang oras upang sundin ang pagbabago sa kasalukuyang. Ito ay tumatagal ng isang tiyak na oras upang ang puwang ay mag-deionize, at samakatuwid, sa kabila ng katotohanan na ang kasalukuyang sa arko ay bumaba, ang kondaktibiti ng puwang ay nananatiling pareho, na tumutugma sa isang malaking kasalukuyang.

Ang mga katangian ng kasalukuyang boltahe b - d, na nakuha sa isang mabilis na pagbabago sa kasalukuyang sa zero, ay tinatawag pabago-bago. Para sa bawat intercontact gap, electrode material at medium, mayroong isang static na arc na katangian at maraming mga dynamic, na nakapaloob sa pagitan ng mga curve a at d.

Kapag ang isang alternating current arc ay nasusunog sa bawat kalahating cycle, ang parehong mga pisikal na proseso ay nagaganap tulad ng sa isang direktang kasalukuyang arko. Sa simula ng kalahating cycle, ang boltahe sa arc ay tumataas ayon sa isang sinusoidal na batas sa halaga ng boltahe ng pag-aapoy U z - seksyon 0-a (Larawan 304, b), at pagkatapos ay pagkatapos mangyari ang arko, ito bumababa habang tumataas ang kasalukuyang - seksyon a - b. Sa ikalawang bahagi ng kalahating ikot, kapag ang kasalukuyang ay nagsimulang bumaba, ang boltahe ng arko ay muling tumataas sa halaga ng boltahe ng pagkalipol U g habang ang kasalukuyang bumababa sa zero - seksyon b - c.

Sa susunod na kalahating cycle, ang boltahe ay nagbabago ng sign at tumataas ayon sa sinusoidal na batas sa halaga ng boltahe ng pag-aapoy na tumutugma sa point a' ng kasalukuyang boltahe na katangian. Habang tumataas ang kasalukuyang, bumababa ang boltahe at tumataas muli habang bumababa ang kasalukuyang. Ang kurba ng boltahe ng arko, tulad ng nakikita sa Fig. 304, b, ay may hugis ng isang cut sinusoid. Ang proseso ng deionization ng mga sisingilin na particle sa agwat sa pagitan ng mga contact ay tumatagal lamang ng isang maliit na bahagi ng panahon (mga seksyon 0 - a at c - a') at, bilang panuntunan, ay hindi nagtatapos sa panahong ito, bilang isang resulta kung saan muling nangyayari ang arko. Ang huling pagpatay ng arko ay magaganap lamang pagkatapos ng isang serye ng mga muling pag-aapoy sa panahon ng isa sa mga kasunod na kasalukuyang zero crossing.

Ang pagpapatuloy ng arko pagkatapos ng kasalukuyang pumasa sa zero ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na pagkatapos ng kasalukuyang pagtanggi sa zero, ang ionization na umiiral sa arc barrel ay hindi agad mawawala, dahil depende ito sa temperatura ng plasma sa natitirang arc barrel . Habang bumababa ang temperatura, tumataas ang lakas ng kuryente ng intercontact gap. Gayunpaman, kung sa ilang mga punto sa oras ang agarang halaga ng inilapat na boltahe ay mas malaki kaysa sa breakdown na boltahe ng puwang, kung gayon ang pagkasira nito ay magaganap, ang isang arko ay magaganap at ang isang kasalukuyang ng ibang polarity ay dadaloy.

Mga kondisyon ng pagkalipol ng arko. Ang mga kondisyon para sa pagpatay ng isang DC arc ay nakasalalay hindi lamang sa mga katangian ng kasalukuyang boltahe nito, kundi pati na rin sa mga parameter ng electrical circuit (boltahe, kasalukuyang, paglaban at inductance), kung saan ang mga contact ng device ay naka-on at naka-off. Sa Fig. 305, at ang kasalukuyang-boltahe na katangian ng arko ay ipinapakita

(curve 1) at ang pag-asa ng pagbaba ng boltahe sa risistor R na konektado sa circuit na ito (tuwid na linya 2). Sa steady state, ang boltahe U at ang kasalukuyang pinagmumulan ay katumbas ng kabuuan ng boltahe na bumaba sa arc U dg at IR sa risistor R. Kapag ang kasalukuyang nasa circuit ay nagbabago, ang e ay idinagdag sa kanila. d.s. self-induction ±e L (ipinapakita bilang shaded ordinates). Mahabang pagkasunog Ang arcing ay posible lamang sa mga mode na naaayon sa mga punto A at B, kapag ang boltahe U at - IR na inilapat sa puwang sa pagitan ng mga contact ay katumbas ng boltahe drop U dg. Sa kasong ito, sa mode na naaayon sa punto A, ang arc combustion ay hindi matatag. Kung, kapag ang arko ay sumunog sa puntong ito ng katangian, ang kasalukuyang para sa ilang kadahilanan ay tumataas, kung gayon ang boltahe U dg ay magiging mas mababa kaysa sa inilapat na boltahe U at - IR. Ang labis na inilapat na boltahe ay magdudulot ng pagtaas sa kasalukuyang, na tataas hanggang sa maabot nito ang halaga I V.

Kung, sa mode na tumutugma sa punto A, ang kasalukuyang bumababa, ang inilapat na boltahe U at - IR ay magiging mas mababa sa U dg at ang kasalukuyang ay patuloy na bababa hanggang sa lumabas ang arko. Sa mode na naaayon sa punto B, ang arko ay patuloy na nasusunog. Kapag ang kasalukuyang pagtaas sa itaas ng Iv, ang pagbaba ng boltahe sa arc U dg ay magiging mas malaki kaysa sa inilapat na boltahe U at - IR at ang kasalukuyang ay magsisimulang bumaba. Kapag ang kasalukuyang sa circuit ay naging mas mababa kaysa sa I V, ang inilapat na boltahe U at - IR ay magiging mas malaki kaysa sa U dg at ang kasalukuyang ay magsisimulang tumaas.

Malinaw, upang matiyak ang pagkalipol ng arko sa buong tinukoy na hanay ng kasalukuyang I mula pinakamataas na halaga sa zero kapag ang circuit ay naka-off, ito ay kinakailangan na ang kasalukuyang-boltahe na katangian 1 ay matatagpuan sa itaas ng tuwid na linya 2 para sa circuit na naka-off (Larawan 305, b). Sa ilalim ng kondisyong ito, ang boltahe drop sa arc U dg ay palaging mas malaki kaysa sa boltahe U at - IR na inilapat dito at ang kasalukuyang sa circuit ay bababa.

Ang pangunahing paraan ng pagtaas ng arc boltahe drop ay upang taasan ang arc haba. Kapag binubuksan ang mga circuit na may mababang boltahe na may medyo maliit na mga alon, ang pagpapatay ay sinisiguro ng isang naaangkop na pagpipilian ng solusyon sa pakikipag-ugnay kung saan nangyayari ang isang arko. Sa kasong ito, ang arko ay lumabas nang walang anumang karagdagang mga aparato.

Para sa mga contact na sumisira sa mga circuit ng kuryente, ang haba ng arko na kinakailangan para sa pagpatay ay napakalaki na hindi na posible na praktikal na ipatupad ang gayong solusyon ng mga contact. Sa naturang mga de-koryenteng aparato, naka-install ang mga espesyal na arc extinguishing device.

Mga aparatong pamatay ng arko. Maaaring magkakaiba ang mga paraan ng pagpuksa ng arko, ngunit lahat sila ay nakabatay sa sumusunod na mga prinsipyo: sapilitang pagpapalawig ng arko; pinapalamig ang intercontact gap gamit ang hangin, singaw o mga gas; paghahati ng arko sa ilang magkakahiwalay na maikling arko.

Habang ang arc ay humahaba at lumalayo sa mga contact, ang pagbaba ng boltahe sa arc column ay tumataas at ang boltahe na inilapat sa mga contact ay nagiging hindi sapat upang mapanatili ang arc.

Ang paglamig ng intercontact gap ay nagiging sanhi ng pagtaas ng paglipat ng init mula sa haligi ng arko patungo sa nakapalibot na espasyo, bilang isang resulta kung saan ang mga sisingilin na particle, na lumilipat mula sa loob ng arko patungo sa ibabaw nito, ay nagpapabilis sa proseso ng deionization.

Ang paghahati ng arko sa isang bilang ng mga hiwalay na maikling arko ay humahantong sa isang pagtaas sa kabuuang pagbaba ng boltahe sa mga ito at ang boltahe na inilapat sa mga contact ay nagiging hindi sapat upang mapanatili ang arko, kaya ito ay pinapatay.

Ang prinsipyo ng extinguishing sa pamamagitan ng pagpapahaba ng arko ay ginagamit sa mga device na may proteksiyon na mga sungay at sa mga switch. Ang electric arc na nangyayari sa pagitan ng mga contact 1 at 2 (Fig. 306, a) kapag bumukas ang mga ito, ay tumataas paitaas sa ilalim ng pagkilos ng puwersa F B na nilikha ng daloy ng hangin na pinainit nito, ay umaabot at nagpapahaba sa mga diverging fixed horns, na kung saan humahantong sa pagkapatay nito. Ang pagpapahaba at pag-aalis ng arko ay pinadali din ng electrodynamic na puwersa na nilikha bilang isang resulta ng pakikipag-ugnayan ng kasalukuyang arko sa magnetic field na nagmumula sa paligid nito. Sa kasong ito, ang arko ay kumikilos tulad ng isang konduktor na may kasalukuyang matatagpuan sa isang magnetic field (Larawan 307, a), na, tulad ng ipinakita sa Kabanata III, ay may posibilidad na itulak ito palabas ng field.

Upang madagdagan ang electrodynamic force F e kumikilos sa arc, sa ilang mga kaso ang isang espesyal na arc-extinguishing coil 2 ay kasama sa circuit ng isa sa mga contact 1 (Fig. 307,b), na lumilikha ng isang malakas na magnetic field sa pagbuo ng arc zone, magnetically

ang daloy ng filament F, na nakikipag-ugnayan sa kasalukuyang arc I, ay nagsisiguro ng masinsinang pamumulaklak at pagpatay ng arko. Ang mabilis na paggalaw ng arko sa kahabaan ng mga sungay 3, 4 ay nagiging sanhi ng matinding paglamig nito, na nag-aambag din sa deionization nito sa silid 5 at pagkalipol.

Ang ilang mga aparato ay gumagamit ng mga paraan ng sapilitang paglamig at pag-uunat ng arko na may naka-compress na hangin o iba pang gas.

Kapag bumukas ang mga contact 1 at 2 (tingnan ang Fig. 306, b), ang resultang arc ay pinalamig at tinatangay ng jet palabas ng contact area. naka-compress na hangin o gas na may puwersang FB.

Ang isang epektibong paraan ng paglamig ng electric arc at pagkatapos ay pagpatay nito ay arc extinguishing chambers ng iba't ibang disenyo (Fig. 308). Ang isang electric arc, sa ilalim ng impluwensya ng isang magnetic field, daloy ng hangin o iba pang paraan, ay hinihimok sa makitid na mga bitak o isang labirint ng silid (Larawan 308, a at b), kung saan ito ay malapit na nakikipag-ugnay sa mga dingding nito 1, mga partisyon 2, nagbibigay ng init sa kanila at lumalabas. Malawakang ginagamit sa mga electrical appliances. p.s. Ang mga labyrinthine-slit chamber ay matatagpuan, kung saan ang arko ay pinahaba hindi lamang sa pamamagitan ng pag-uunat sa pagitan ng mga contact, kundi pati na rin ng zigzag curvature nito sa pagitan ng mga partisyon ng kamara (Fig. 308, c). Ang isang makitid na puwang 3 sa pagitan ng mga dingding ng silid ay nagtataguyod ng paglamig at deionization ng arko.

Ang mga arc extinguishing device, ang pagkilos na batay sa paghahati ng arc sa isang bilang ng mga maikling arc, ay may kasamang deion grating (Fig. 309, a), na binuo sa loob ng arc extinguishing chamber.

Ang deion grid ay isang set ng isang bilang ng mga indibidwal na steel plates 3, na nakahiwalay na may kaugnayan sa bawat isa. Ang electric arc na nangyayari sa pagitan ng pagbubukas ng mga contact 1 at 2 ay hinati ng grid sa isang bilang ng mga mas maikling arc na konektado sa serye. Upang mapanatili ang arko nang walang paghahati, isang boltahe U ay kinakailangan katumbas ng kabuuan ng malapit-electrode (anode at cathode) boltahe drop U e at ang boltahe drop sa arc column U st.

Kapag ang isang arko ay nahahati sa n maiikling arko, ang kabuuang pagbaba ng boltahe sa column ng lahat ng maiikling arko ay magiging katumbas pa rin ng nU e gaya ng para sa isang karaniwang arko, ngunit ang kabuuang pagbaba ng boltahe na malapit sa electrode sa lahat ng mga arko ay magiging katumbas ng nU e. Samakatuwid, upang mapanatili ang arko sa kasong ito, kakailanganin ang boltahe

U = nU e + U st.

Ang bilang ng mga arko n ay katumbas ng bilang ng mga grid plate at maaaring mapili upang ang posibilidad ng stable na arcing sa isang ibinigay na boltahe U ay ganap na hindi kasama. Ang prinsipyong ito ng pamamasa ay epektibo para sa parehong direktang at alternating kasalukuyang. Kapag ang alternating kasalukuyang pumasa sa zero, ang isang boltahe ng 150-250 V ay kinakailangan upang mapanatili ang arko Sa pagsasaalang-alang na ito, ang bilang ng mga plate ay maaaring mapili nang mas mababa kaysa sa direktang kasalukuyang.

Sa mga piyus na may isang tagapuno, kapag ang insert ay natutunaw at ang isang electric arc ay nangyayari dahil sa altapresyon mga gas sa kartutso, ang mga ionized na particle ay gumagalaw sa nakahalang direksyon. Kasabay nito, nahuhulog sila sa pagitan ng mga butil ng tagapuno, pinalamig at nag-deionize. Pinagsama-samang mga butil na gumagalaw sa ilalim ng pagkilos labis na presyon, hatiin ang arko sa malaking bilang microarcs, na nagsisiguro sa kanilang pagkalipol.

Sa mga piyus na walang tagapuno, ang katawan ay kadalasang gawa sa isang materyal na naglalabas ng gas nang sagana kapag pinainit. Ang mga naturang materyales ay kinabibilangan, halimbawa, hibla. Kapag nakipag-ugnayan ito sa isang arko, umiinit ang housing at naglalabas ng gas na tumutulong na patayin ang arko. Ang arko sa mga switch ng langis ng AC ay pinapatay sa katulad na paraan (Larawan 309, b), na ang pagkakaiba lamang ay sa halip na dry filler, hindi nasusunog na langis ang ginagamit dito. Kapag ang isang arko ay naganap sa sandali ng pagbubukas ng movable 1, 3 at fixed 2 contact, ang pagpatay nito ay nangyayari sa ilalim ng impluwensya ng dalawang mga kadahilanan: ang pagpapakawala ng isang malaking halaga ng hydrogen, na hindi sumusuporta sa pagkasunog (ang langis na ginagamit para sa layuning ito. naglalaman ng 70-75% hydrogen), at masinsinang paglamig ng arko na may langis dahil sa mataas na kapasidad ng init nito. Ang arko ay lumalabas sa sandaling ang kasalukuyang ay zero. Ang langis ay hindi lamang nagtataguyod ng pinabilis na arc extinguishing, ngunit nagsisilbi rin bilang pagkakabukod para sa mga live at grounded na bahagi ng istraktura. Ang langis ay hindi ginagamit upang patayin ang isang arko sa isang DC circuit, dahil sa ilalim ng pagkilos ng isang arko mabilis itong nabubulok at nawawala ang mga katangian ng insulating nito.

Sa modernong mga de-koryenteng kagamitan, ang arc extinguishing ay madalas na isinasagawa sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng dalawa o higit pang isinasaalang-alang

mga pamamaraan sa itaas (halimbawa, gamit ang isang arc suppressor coil, proteksiyon na sungay at isang deion grid).

Ang mga kondisyon para sa pag-aalis ng electric arc ay tumutukoy sa kapasidad ng pagsira ng mga proteksiyon na aparato. Ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng pinakamataas na kasalukuyang na maaaring patayin ang aparato na may isang tiyak na oras ng pagpatay ng arko.

Kapag mayroong isang maikling circuit sa electrical circuit na konektado sa isang pinagmumulan ng elektrikal na enerhiya, ang kasalukuyang sa circuit ay tumataas sa kahabaan ng curve 1 (Fig. 310). Sa sandaling t 1, kapag naabot nito ang halaga kung saan ang proteksiyon na aparato ay nababagay (kasalukuyang setting I y), ang aparato ay na-trigger at pinapatay ang protektadong circuit, bilang isang resulta kung saan ang kasalukuyang ay bumababa sa curve 2.

Ang oras na binibilang mula sa sandaling ibinigay ang signal upang i-off (o i-on) ang device hanggang sa sandaling magsimulang magbukas (o magsara) ang mga contact ay tinawag sariling oras activation ng device t s. Kapag nagdiskonekta, sa sandaling magsimulang magbukas ang mga contact ay tumutugma sa hitsura ng isang arko sa pagitan ng mga diverging contact. Sa mga circuit breaker, ang oras na ito ay sinusukat mula sa sandaling naabot ng kasalukuyang ang itinakdang halaga t 1 hanggang sa sandaling lumitaw ang isang arko sa pagitan ng mga contact t 2. Oras ng pagsunog ng arko Ang t dg ay ang oras mula sa sandaling lumitaw ang arko t 2 hanggang sa huminto ang kasalukuyang pagdaan t 3 . Ang kabuuang oras ng pagsasara t p ay ang kabuuan ng sarili nitong oras at ang oras ng pag-arce.

Sa aklat na "News of Galvani-Volta eksperimento gamit ang isang malaking baterya, kung minsan ay binubuo ng 4200 tanso at zinc bilog" (St. Petersburg, 1803). Ang isang electric arc ay isang espesyal na kaso ng ikaapat na anyo ng estado ng bagay - plasma- at binubuo ng isang ionized, electrically quasi-neutral na gas. Ang pagkakaroon ng mga libreng singil sa kuryente ay nagsisiguro sa kondaktibiti ng electric arc.

Pisikal na phenomena

Electric arc sa pagitan ng dalawang electrodes sa hangin sa presyon ng atmospera ay nabuo tulad ng sumusunod:

Kapag ang boltahe sa pagitan ng dalawang electrodes ay tumaas sa isang tiyak na antas, a pagkasira ng kuryente. Ang boltahe ng pagkasira ng kuryente ay nakasalalay sa distansya sa pagitan ng mga electrodes at iba pang mga kadahilanan. Ang potensyal ng ionization ng unang electron ng mga metal na atom ay humigit-kumulang 4.5 - 5 V, at ang arcing voltage ay dalawang beses na mas mataas (9 - 10 V). Kinakailangan na gumastos ng enerhiya upang palabasin ang isang elektron mula sa metal na atom ng isang elektrod at upang i-ionize ang atom ng pangalawang elektrod. Ang proseso ay humahantong sa pagbuo ng plasma sa pagitan ng mga electrodes at ang pagkasunog ng isang arko (para sa paghahambing: ang minimum na boltahe para sa pagbuo ng isang spark discharge ay bahagyang mas mataas kaysa sa potensyal na output ng elektron - hanggang sa 6 V).

Upang simulan ang pagkasira sa umiiral na boltahe, ang mga electrodes ay inilapit sa isa't isa. Sa panahon ng pagkasira sa pagitan ng mga electrodes, a paglabas ng spark, pagsara ng pulso de-koryenteng circuit. Mga electron sa spark discharges mag-ionize mga molekula sa agwat ng hangin sa pagitan ng mga electrodes. Sa sapat na kapangyarihan ng pinagmumulan ng boltahe sa puwang ng hangin, ang isang sapat na dami ng plasma ay nabuo para sa isang makabuluhang pagbaba sa boltahe ng pagkasira o paglaban ng puwang ng hangin. Sa kasong ito, ang mga spark discharge ay nagiging isang arc discharge - isang plasma cord sa pagitan ng mga electrodes, na kung saan ay plasma lagusan. Ang resultang arko ay, sa katunayan, isang konduktor at nagsasara de-koryenteng circuit sa pagitan ng mga electrodes. Bilang isang resulta, ang average na kasalukuyang pagtaas ng higit pa, pagpainit ng arko sa 5000-50000. Sa kasong ito, isinasaalang-alang na ang pag-aapoy ng arko ay nakumpleto. Pagkatapos ng pag-aapoy, ang matatag na pagkasunog ng arko ay sinisiguro ng thermionic emission mula sa katod, pinainit ng kasalukuyang at ion bombardment.

Pagkatapos ng pag-aapoy, ang arko ay maaaring manatiling matatag kapag ang mga de-koryenteng contact ay pinaghiwalay sa isang tiyak na distansya.

Ang pakikipag-ugnayan ng mga electrodes na may arc plasma ay humahantong sa kanilang pag-init, bahagyang pagkatunaw, pagsingaw, oksihenasyon at iba pang mga uri ng kaagnasan.

Kapag nagpapatakbo ng mga high-voltage electrical installation, kung saan lumilipat Sa isang de-koryenteng circuit, ang hitsura ng isang electric arc ay hindi maiiwasan ang paglaban dito ay isinasagawa gamit electromagnetic coils pinagsama sa mga arc chute. Sa iba pang mga pamamaraan, ang paggamit ng vacuum, hangin, SF6 at mga switch ng langis, pati na rin ang mga pamamaraan para sa pag-divert ng kasalukuyang sa isang pansamantalang pagkarga na nakapag-iisa na sinira ang electrical circuit.

Istraktura ng arko

Ang electric arc ay binubuo ng cathode at anode regions, arc column, at transition regions. Ang kapal ng rehiyon ng anode ay 0.001 mm, ang rehiyon ng katod ay halos 0.0001 mm.

Ang temperatura sa rehiyon ng anodic kapag hinang gamit ang isang consumable electrode ay halos 2500 ... 4000 ° C, ang temperatura sa haligi ng arko ay mula 7,000 hanggang 18,000 ° C, sa rehiyon ng cathode - 9,000 - 12,000 ° C.

Ang haligi ng arko ay neutral sa kuryente. Sa anumang seksyon nito ay may parehong bilang ng mga sisingilin na mga particle ng magkasalungat na mga palatandaan. Ang pagbaba ng boltahe sa haligi ng arko ay proporsyonal sa haba nito.

Mga welding arc inuri ayon sa:

• Electrode materials - may consumable at non-consumable electrode;
• Mga antas ng compression ng haligi - libre at naka-compress na arko;
• Ayon sa kasalukuyang ginamit - DC arc at AC arc;
• Ayon sa polarity ng direktang electric current - direktang polarity ("-" sa elektrod, "+" sa produkto) at reverse polarity;
• Kapag gumagamit ng alternating current - single-phase at three-phase arcs.

Arc self-regulation

Kapag nangyari ang isang panlabas na kaguluhan - isang pagbabago sa boltahe ng network, bilis ng feed ng wire, atbp. - nangyayari ang isang kaguluhan sa itinatag na equilibrium sa pagitan ng bilis ng feed at ang rate ng pagkatunaw. Habang tumataas ang haba ng arko, bumababa ang mga arko sa circuit kasalukuyang hinang at ang bilis ng pagkatunaw ng electrode wire, at ang bilis ng feed, habang nananatiling pare-pareho, ay nagiging mas malaki kaysa sa bilis ng pagkatunaw, na humahantong sa pagpapanumbalik ng haba ng arko. Habang bumababa ang haba ng arko, ang bilis ng pagkatunaw ng wire ay nagiging mas malaki kaysa sa bilis ng feed, humahantong ito sa pagpapanumbalik ng normal na haba ng arko.

Ang kahusayan ng proseso ng self-regulation ng arc ay makabuluhang naiimpluwensyahan ng hugis ng kasalukuyang boltahe na katangian ng pinagmumulan ng kuryente. Ang mataas na bilis ng mga oscillations ng haba ng arko ay awtomatikong naproseso na may matibay na kasalukuyang-boltahe na mga katangian ng circuit.

Kapaki-pakinabang na Application

Electric welding

Ginagamit ang electric arc para sa electric welding mga metal, para sa pagtunaw ng bakal ( Arc steel furnace) at sa pag-iilaw (sa arc lamp). Minsan ginagamit ang nonlinear na katangian mga katangian ng kasalukuyang boltahe mga arko (tingnan Makinang pamamasa ng bukid).

Mga pinagmumulan ng ilaw

Labanan ang isang electric arc

Sa isang bilang ng mga aparato, ang kababalaghan ng isang electric arc ay nakakapinsala. Ito ay, una sa lahat, contact switching device na ginagamit sa power supply at electric drive: mataas na boltahe circuit breaker , mga circuit breaker , mga contactor, sectional insulators sa contact network ng mga nakoryenteng riles at urban electric transport. Kapag ang mga load ay nadiskonekta ng mga device sa itaas, isang arko ang nagaganap sa pagitan ng mga pambungad na contact.

Ang mekanismo ng paglitaw ng arko sa kasong ito ay ang mga sumusunod:

• Pagbabawas ng presyon ng contact - ang bilang ng mga contact point ay bumababa, ang paglaban sa contact unit ay tumataas;
• Ang simula ng divergence ng contact - ang pagbuo ng "mga tulay" mula sa tinunaw na metal ng mga contact (sa huling mga contact point);
• Pagkalagot at pagsingaw ng "mga tulay" mula sa tinunaw na metal;
• Ang pagbuo ng isang electric arc sa metal na singaw (na nag-aambag sa higit na ionization ng contact gap at kahirapan sa pag-aalis ng arko);
• Stable arc burning na may mabilis na pagka-burnout ng mga contact.

Upang mabawasan ang pinsala sa mga contact, kinakailangan na patayin ang arko sa pinakamababang oras, na ginagawa ang lahat ng pagsisikap na pigilan ang arko na manatili sa isang lugar (habang gumagalaw ang arko, ang init na nabuo dito ay pantay na ipapamahagi sa katawan ng contact. ).

Upang matugunan ang mga kinakailangan sa itaas, ang mga sumusunod na paraan ng pagkontrol ng arko ay ginagamit:

• paglamig ng arko sa pamamagitan ng daloy ng cooling medium - likido ( switch ng langis); gas - ( air circuit breaker , switch ng autogas , switch ng langis , SF6 circuit breaker), at ang daloy ng cooling medium ay maaaring pumasa pareho sa kahabaan ng arc shaft (longitudinal quenching) at sa kabuuan (transverse quenching); minsan ginagamit ang longitudinal-transverse damping;
• paggamit ng arc-extinguishing na kakayahan ng vacuum - ito ay kilala na kapag ang presyon ng mga gas na nakapalibot sa mga switched contact ay nabawasan sa isang tiyak na halaga, ito ay humahantong sa epektibong pagpatay ng arc (dahil sa kawalan ng mga carrier para sa pagbuo ng arko) vacuum circuit breaker.
• paggamit ng mas maraming arc-resistant contact material;
• paggamit ng contact material na may mas mataas na potensyal ng ionization;
• ang paggamit ng mga arc extinguishing grids ( circuit breaker , electromagnetic switch). Ang prinsipyo ng paggamit ng arc extinguishing sa gratings ay batay sa paggamit ng epekto ng near-cathode drop sa arc (karamihan sa pagbaba ng boltahe sa arc ay ang pagbagsak ng boltahe sa cathode; ang arc extinguishing grating ay talagang isang serye ng mga serial contact para sa arko na dumarating doon).
• paggamit mga arc chute- pagpasok sa isang silid na gawa sa materyal na lumalaban sa arko, tulad ng plastik na mika, na may makitid, kung minsan ay zigzag na mga channel, ang arko ay umaabot, kumukontra at masinsinang lumalamig mula sa pagkakadikit sa mga dingding ng silid.
• ang paggamit ng "magnetic blast" - dahil ang arko ay lubos na naka-ionize, maaari itong ituring bilang isang unang pagtatantya bilang isang nababaluktot na konduktor na may kasalukuyang; Sa pamamagitan ng paglikha ng isang magnetic field na may mga espesyal na electromagnets (nakakonekta sa serye sa arc), posible na lumikha ng arc movement upang pantay na ipamahagi ang init sa buong contact, at upang itaboy ito sa arc-extinguishing chamber o grid. Lumilikha ang ilang disenyo ng switch ng radial magnetic field na nagbibigay ng torque sa arko.
• pag-bypass ng mga contact sa sandali ng pagbubukas ng isang power semiconductor switch na may thyristor o triac na konektado sa parallel sa mga contact, pagkatapos buksan ang mga contact, ang semiconductor switch ay naka-off sa sandaling ang boltahe ay pumasa sa zero (hybrid contactor, thyricon) .
.
• Spark discharge- artikulo mula sa Great Soviet Encyclopedia.
• Raiser Yu. Physics ng paglabas ng gas. - 2nd ed. - M.: Nauka, 1992. - 536 p. - ISBN 5-02014615-3.
• Rodshtein L. A. Mga de-koryenteng aparato, L 1981
• Clerici, Matteo; Hu, Yi; Lassonde, Philippe; Milian, Carles; Couairon, Arnaud; Christodoulides, Demetrios N.; Chen, Zhigang; Razzari, Luca; Vidal, François (2015-06-01). "Laser-assisted na paggabay ng mga electric discharge sa paligid ng mga bagay." Science Advances 1(5):e1400111. Bibcode:2015SciA….1E0111C. doi:10.1126/sciadv.1400111. ISSN 2375-2548.