При повышении напряжения между электронами появляются искры, за которыми следует столб газа или электрическая дуга. Размыкание контура выключателем начинается к расцепления контактов. В результате подобного расцепления немедленно возникает электрическая дуга. Во время этой первой фазы напряжение на клеммах дуги (дуговое напряжение) остается очень низким, и дуга ведет себя как почти идеальный проводник (низкое дуговое сопротивление). 

Условия гашения электрической дуги

При переменном токе ток сам себя аннулирует естественным образом два раза за период, или каждые 12 миллисекунд при частоте 60 Гц.

Принцип основан на использовании этого естественного ослабления для гашения дуги и предотвращения ее повторного возникновения.

Для этого необходимо сочетание следующих факторов:

• быстрое увеличение расстояния между электродами,

• «охлаждение» дуги и компонентов оборудования,

• обновление атмосферы.

Это означает восстановление силы диэлектрика.

Если этого не происходит, выключатель не сможет выдержать скачок напряжения между контактами, и дуга возникнет снова. Размыкание не удастся осуществить до следующего колебания тока. Ниже приводится анализ изученных последовательностей.

 

ОТКЛЮЧЕНИЕ В ЭЛЕГАЗОВОМ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕ

Внешний вид размыкающей камеры обычного выключателя с указанием компонентов:

 

 

Выключатель замкнут

Внешний вид камеры размыкания обычного выключателя в замкнутом состоянии

 

 

Выключатель замкнут; к двум явлениям, участвующим в размыкании относятся:

 

• ток i, синусоидальный по форме

• напряжение u, или, точнее, падение напряжения ∆u между неподвижным контактом A и подвижным контактом B; поскольку сопротивление контактов близко к нулю, ∆u равно нулю.

 

 

Во время размыкания выключателя: контур с сопротивлением

 

 

Это похоже на сеть под нагрузкой: реактивная мощность очень низкая

 

 

Перед размыканием напряжение и ток практически совпадают по фазе. В момент физического отделения подвижного контакта появляется дуга. Хотя дуга и является проводником, у нее есть определенное сопротивление, вызывающее:

·       ток (i),  называемый дуговым током, интенсивность которого меняется в соответствии с колебаниями.

·       понижение напряжения (u), именуемое дуговым напряжением, которое меняется по той же причине, что и i_arc , но в обратной пропорции

·       Поскольку дуговой ток имеет синусоидальную форму, он естественным образом проходит через нулевое значение. В сочетании с дутьем этот эффект вызывает гашение дуги.

 

В этот момент у точек A и B будет разный потенциал.

Иными словами, потенциал в точке A будет равен 0, а точке B будет соответствовать потенциалу, который обеспечивает расположенный выше по линии генератор.

Дуговое напряжение, которые было довольно низким при наличии дуги, быстро достигнет напряжения генератора, что называется напряжением восстановления.

При гашении дуги во время прохождения тока через нулевое значение, происходит следующее:

·       дуговое напряжение стремится достичь напряжения восстановления сети; эта фаза называется переходным напряжением восстановления (TRV)

·       восстанавливается пространство между электродами; происходит восстановление силы диэлектрика.

Размыкание будет успешным, если скорость восстановления силы диэлектрика будет выше, чем скорость нарастания переходного напряжения восстановления.

В противном случае будет наблюдаться повторная инициация между контактами дуги с образованием дугового тока и дугового напряжения.

 

Размыкания не произойдет до следующего прохождения тока через нулевое значение.