Явленията текущата преминаване през нулата - изключване на електрически ток във вакуум

Страница 4 от 11

2.3. Явления, свързани с деактивиране когато токът минава през нула

Основни принципи изключване
Във всички ключове за средно напрежение се използва ефектът на природен преминаване през нула AC (2 пъти период или на всеки 10 мсек за 50 Hz AC) ток за изключване.
Предстоящо фаза електрическа дъга

При установяване на повреда токовата верига прекъсвач контакти отваряне няма непосредствено влияние върху протичащия ток. На повърхността на контакт последните точките на плътността на тока става много високо, което води до локално топене на контактите и образуване на течен метал мост. Тъй като контактите продължават да се отвори, нагретият ток мост става нестабилен, и разликата се изразява в появата на електрически дъги насочени в метални пари, в резултат на разкъсване на течен мост. Arc напрежение, което се случва за относително ниска вакуум е електродвижещото генератор сила мрежи за ниско или високо напрежение: по този начин, на дъгата напрежение не е значително засегната, а не за ограничаване на тока минава през веригата.
Тази дъга работи в режим на дисперсия, или по целенасочен режим представени в предишния раздел, може да се движи от един вид в друг и се поддържа, докато преминаването на ток през нулата.
възстановяване фаза след преминаването на тока през нулата
Лабораторни VOLTAC2531 98/12/04/009

Фиг. 6. успешно ток (източник на данните: Merlin Gerin) прекъсването
Ако не може да се установи на плазмата, която предвижда до този момент в тях ток, с течение на времето разликата ще разсее много бързо, за следващия половин цикъл на ток. След това, на терминала елемент е преминал от една държава в друга диригент изолатор появи преходно напрежение възстановяване (TVR), предварително определена схема. В случай на късо съединение TVR напрежение се появява в резултат на колебания между местните капацитети на мрежата и индукционни бобини. Това напрежение, в начална фаза, приблизително има формата (1-cosinus) с честота характеристика за средно напрежение мрежи, от порядъка на няколко десетки кХц и достига максимална стойност над нормалната захранващото напрежение, което съответства на средно увеличение на скоростта на няколко кВ / MS. Ако новият изолационен среда диелектрик издържат механично напрежение, което се прилага, сегашната липса на връзка е успешна (вж. Фиг. 6).
Деактивирането във вакуум
За да се определят условията за успешен пътуване ток, е необходимо да се изследва явлението срещащи се в близост до нула ток в плазмата на електрическа дъга във вакуум.
пост-разряден ток
До края на цикъл половината ток намалява по-бързо от по-дълъг пик ток и по-висока честота на мрежата (ди / DT = ф I). движи дъга в режим вакуум разсейване и в близост до нула ток Сега има само един катод място. За разлика от пространството между парчета все още изпълнен с остатъчен плазмата обикновено неутрален, състояща се от електрони, йони и неутрални частици, произведени от предишния дъга. По време на преминаването на тока през нулата последния катод място изчезва, защото няма дъга на напрежението. По този начин, не повече част емисии излъчващи заредени частици (електрони и йони), необходими за прехвърляне на електрически ток. От тази гледна точка между двата контакта на напрежение с полярност, противоположна на предишната дъга напрежение (TVR): бившият анода става отрицателен по отношение на бившия катода и отблъсква електрони. Токът във веригата сега е само представлява йон ток екстрахира от бившия анод остатъчен плазмата които разрежда: този ток на обратна полярност по отношение на тока в дъгата се нарича след разряд. По този начин, бивш анода вече не е в контакт с неутрален плазмата все още присъства в пространството между терминали: анод отделя от плазмата определено пространство, като екраниране, което обяснява липсата на електрони отблъснати под въздействието на отрицателно напрежение на бившия анода, и наличието на само положителни йони който се преодолее неутрален плазма граница и след това се ускори до бившия анода. Така, напрежението, което се случва между първия и бившия анод-катод се прилага само в дебелината на пространство (мембрана) отделяне на неутрален плазмата и анода на първия. Освен това, наличието в това пространство на положителен пространство заряд повишава електрическото поле в анодната повърхност на първата, напрежението е по-голям от средния интензитет на съответното поле на стойност разливни, разделени от дебелината на черупката (вж. Фиг. 7). Дебелината на пространството около бившия анода е пропорционална на напрежението между неутрален плазмата и електрода и е обратно пропорционален на плътността на положителни йони: т.е. увеличава дебелината с промяна в ТВР и степента на нарастване увеличава като плазма се разрежда. Когато границите на пространството на бившия постигане катод остатъчна плазма изчезва, защото всичките му обвинения използва след разряден ток, който отива до нула. Тези явления се срещат в много малък период от време: обща продължителност на преминаването на тока след освобождаване обикновено е 1 - 10 микросекунди (виж Фигура 8 ..).

Причини за хората без увреждания
електрическо поле

Серия 1: Е на повърхността на бившия анод
Серия 2: LTTVR / дебелина на пространството, средното поле в пространството
Серия 3: спешна целева съдова реваскуларизация / разстояние между контактите
Фиг. 7. електрическо поле на повърхността на първия и анода, съответстваща на средната областта между електродите
За да се поддържа необходимата ток към механизмите на образуване на електрически заряди са послужили като катодните петна отменени бивш катод.
Първият механизъм е възможно йонизация на неутрален метални пари присъства в пространството между контактите. Йонизация настъпва по-простите, толкова по-висока плътност на неутрални частици. Ако плътността на парите е много висока (силно нагрята зона на контактите, излъчват голямо количество метал пара), токът обикновено не е изключено: няма увеличение разливни, и това е "термична без увреждания".
Ако плътността на неутрални частици е достатъчно висока, че електрическа якост на вакуум намалява (до минимум на кривата на Paschen), токът може да се изключи, но разстоянието между контактите не могат да издържат на приложеното напрежение разливни, и по време на повишаване на ТВР разбивка случи, т.е. той е " изолационни без увреждания. " Вторият възможен механизъм е появата на катодните петна върху бившия анод. За тази цел, на първия по повърхността на анода трябва да бъдат създавани локално електрони излъчват условия:

1. термо-електрон емисии ако има нагрява точка, която се проявява при анода съдържа огнеупорен метал (W);
2. емисии емисии или поле комбиниран T.F. ако електрическото поле е силна на повърхността в някои области, характеризиращи се с голям интензификация фактор стр.

Беше отбелязано по-рано, че електрическото поле на повърхността на анода на първия случва при високи стойности на TVR на подаване, тъй като дебелината на пространството (обвивка) на този етап е малко,
и става по-малка с увеличаване на плътността йон. В същото време, бившият анодът е бомбардирана от йони ускорено получени в пространството (черупка) от разливни, което причинява локално отопление. Следователно, вероятността от катодните петна по бивш анода е по-голяма по-висока плътност на йони в остатъчната плазмата, което е съпроводено с повишаване на плътността на неутрални частици, които инхибират сблъскването на бързо йони, излъчвани от петна катода ther- malize им (средна енергия близо до температурата на плазма) и забавяне на разпространението на тези по време на преминаването на тока през нулата. Ако плътността на плазмата по време на преминаването на тока през нулата е доста ниска, създавайки възможно успешен условия за изключване: токът е изключен, и в пространството между контактите се поддържа възстановяване на напрежението, за да го извеждат на пикова стойност. Въпреки това, по отношение на вакуумни прекъсвачи не може да се говори за пълно гарантиране на успешно пътуване, когато тази стъпка е преодоляна. В действителност, в рамките на няколко милисекунди след изключване от вътрешната страна на промените ключа продължават да се случват, и то може да бъде диелектрик разбивка:

1. частици, генерирани по време на искрене фаза, могат да бъдат разделени от стените на вибрации и / или електростатични сили;
2. зони в контактите на преформатиране могат да бъдат образувани от метални капчици под действието на електростатични сили;

Лабораторни VOLTA S2325 97/03/27/022

Фиг. 8. ток след разряд е много висока продължителност приблизително 40 микросекунди, тестът за прекъсвача максимален капацитет скъсване

1. втвърдяване на течния метал може да доведе до промени в контактната повърхност или на освобождаване разтворен газ.

Той също така се случва, че когато прекъсвача на вакуум схема е била тествана върху крайната капацитета на пречупване, след привидно успешно пътуване, често късно диелектрик разбивка (виж фигура 9 ..), които могат да бъдат:

нестабилна щети (с продължителност няколко микросекунди), тъй като преминаването се изключва високочестотен ток в резултат на освобождаването от отговорност. Ако възникне нестабилна разбивка за повече от една четвърт от търговски честота след преминаването на периода на тока през нулата, тази грешка е класифициран като нестабилна разрушителни разряд (Директива №) и поради недостатъчно снабдяване на силата на устройство (във връзка с това, в съответствие с IEC 60056 стандарт максималния брой Директива № за завършите серия от тестове на капацитета на превключвателя на пречупване е три разбивка);

пълно зареждане, и в този случай отново има ток на търговски честота след по-кратък или по-дълъг период за (от порядъка на 0.1 - 1 мс).

Лабораторни VOLTA S2321 97/03/11/012

Фиг. 9. Пример късно диелектрик разбивка