Электрическая дуга это серьезная проблема, которая возникает при перегрузке кабелей между подстанциями или трансформаторами. Однако, несмотря на свое негативное влияние, ее можно использовать в технологических целях.
На данный момент узкопрофильные специалисты разработали эффективные методы устранения явления, и в тоже время способы его применения.
В этой статье мы подробнее разберем эту тему.
Появление «микро молнии» на наглядном примере и схема строения
Для наглядности и лучшего понимания мы приведем простой пример. Представьте, что мы находимся в условиях лаборатории и проводим физическое исследование.
Для этого мы располагаем металлические шурупы наконечниками напротив друг друга на небольшой дистанции.
С помощью жилы мы подключим шурупы к источнику электропитания. По ходу увеличения силы тока, мы сможем проследить за возникновением небольших искр между шурупами, которое напоминание «микромолнию».
Благодаря такому воображаемому эксперименту, можно представить себе появление электрической дуги. Научным языком «микромолния» называется плазмой.
Практически именно эта искра и является электрической дугой. Простыми словами это поток электричества через воздушную среду между заряженными электродами.
Рекомендуем ознакомиться с детальными изображениями приведенными выше. На них вы сможете увидеть строение.
Причины и условия появления
Как известно, если любое тело, проводящее электричество, например, гвоздь, шуруп и т.д., расположить в активном электрическом поле, то на его поверхности будут накапливаться заряженные частицы.
Более того, чем больше изгиб или искривление поверхности проводника, тем меньше их будет накапливаться. Если упростить терминологию – электрический заряд будет накапливаться на остром конце шурупа или гвоздя.
Пространство между, вышеприведенными в эксперименте, шурупами выступает в роли проводящего воздуха или газа.
Из-за влияния электрического поля происходит ионное заряжение, в результате которого появляются искры или «микромолния» или электрическая дуга.
Все эти термины подразумевают одно и тоже, потому рекомендуем использовать то, что для вас легче всего визуализировать и понять.
Напряжение тока во время которого появляется электрическая дуга, зависит от нескольких факторов внешней среды: давление, температура, влажность воздуха и т.д.
На заметку. Некоторые специалисты утверждают, что явление именно такой формы, поскольку в действительности траектория заряженных частиц искажается от воздействия внешней температуры, напоминая полукруг.
Чтобы зажечь электрическую дугу необходимо разорвать напряжение электроцепи. Для наглядности рекомендуем ознакомиться с иллюстрацией ниже.
Подробнее о зажигании и условиях горения.
- Между проводниками должно быть пространство.
- Чтобы разрушит напряжение электроцепи необходим ток с высоким показателем, в зависимости от дистанции между проводниками.
- Чтобы поддержать горение необходимо обеспечить постоянное питание 60 Вольт и ток 10 Ам.
Негативное влияние
Электрическая дуга нещадно влияет на все электрооборудование, в том числе на целые подстанции и коммутационные сети.
Для наглядности, представьте, что резко выдергиваете вилку электроустройства во время его работы из розетки. Не трудно догадаться, что произойдет, как минимум – искра, а хуже даже вспышка электросети.
Точно такой же процесс происходит и с коммутационным оборудованием, только в сотни раз масштабнее и опаснее.
Чаще всего электрические дуги образуются на:
- Автоматические коммутационные переключатели.
- Пусковые приборы магнитного действия.
- Соединители кабелей.
В некоторых устройствах рассчитанных на сети 220 В обязательно применяют камеры дугового гашения для защиты сети.
Рекомендуем ознакомиться с иллюстрацией выше.
Простыми словами камеры дугового гашения напоминает устройство с небольшим лабиринтом из разных перегородок из диэлектрического металла.
Принцип действия камеры заключается в том, что плазма попадает в область камеры и разрывается на маленькие фрагменты, в результате чего, она теряет температуру и дуга исчезает.
Кроме того, в высоковольтных сетях, трансформаторах и подстанциях активно используются переключатели вакуумного, газового и масляного действия.
В масляном варианте процесс гашения происходит в результате коммутации проводников в масле, в котором дуга распадается на газ и водород.
Также вокруг «микромолнии» образуется газовая оболочка, которая охлаждает искру и в итоге ее разрушает.
В переключателях с вакуумным способом действия, в принципе нивелируется возникновение электрической духи из-за отсутствия газовой среды.
Не менее популярны стали полугазовые переключатели, которые используют в современных высоковольтных сетях. Также можно погасить дугу, применив нулевое значение тока.
Как применить «микромолнию» с пользой
Ниже мы опишем, где можно использовать ее с пользой и приведем понятные схемы и иллюстрации.
- Устройства для освещения, например,ксенон-лампы для фар автомобиля. Примечательно, что если добавить соль на поверхность проводника, будет изменяться цвет.
- Сварка методом электрической стандартной дуги. Во время соприкосновения электрода с поверхностью проводника, проходит напряжение тока. В момент отрыва устройства от поверхности возникает явление. Благодаря ее возникновению можно без труда сплавить две отдельные поверхности, или наоборот их разрезать на необходимые части.
- Плавление методом электрической стандартной дуги. Поскольку можно контролировать и даже изменять силу горения, путем настройки внешних характеристик условий, можно установить максимальную температуру для плавления необходимых металлических поверхностей.
Уверены, что данное объяснение в это статья углубит ваши профессиональные познания.
