ऑपरेशन के दौरान, विद्युत श्रृंखला लगातार बंद और खुली होती है। यह लंबे समय से देखा गया है कि संपर्कों के बीच खुलने के इस समय, एक इलेक्ट्रिक चाप बनता है। इसकी उपस्थिति के लिए, 10 से अधिक वोल्ट और वर्तमान बलों का पर्याप्त वोल्टेज है - 0.1 एएमपीएस से अधिक। उच्च वर्तमान और वोल्टेज मूल्यों के साथ, चाप का आंतरिक तापमान अक्सर 3-15 हजार डिग्री तक पहुंच जाता है। यह पिघला हुआ संपर्क और वर्तमान-वाहक भागों का मुख्य कारण बन जाता है।

यदि वोल्टेज 110 किलोवोल्ट और ऊपर है, इस मामले में चाप की लंबाई एक से अधिक मीटर की लंबाई तक पहुंच सकती है। ऐसा आर्क शक्तिशाली के साथ काम करने वाले व्यक्तियों के लिए एक गंभीर खतरे का प्रतिनिधित्व करता है बिजली संयंत्रोंइसलिए, वोल्टेज मूल्य के बावजूद, किसी भी जंजीर में इसकी अधिकतम सीमा और तेजी से पोषण की आवश्यकता होती है।

इलेक्ट्रिक चाप क्या है

सबसे विशिष्ट उदाहरण इलेक्ट्रिक वेल्डिंग चाप है, जो प्लाज्मा में लंबे विद्युत निर्वहन के रूप में प्रकट होता है। बदले में, प्लाज्मा मिश्रित आयनित गैसों और सुरक्षात्मक वातावरण के घटकों के जोड़े, मुख्य और additive धातु है।

इस प्रकार, विद्युत चाप क्षैतिज विमान में स्थित दो इलेक्ट्रोड के बीच विद्युत निर्वहन का दहन है। गर्म गैसों की क्रिया के तहत, शीर्ष पर मांग करने के लिए, यह निर्वहन झुकता है और एक चाप या आर्क के रूप में दिखाई देता है।

इन गुणों ने एक गैस कंडक्टर के रूप में अभ्यास में एक चाप के उपयोग की अनुमति दी, जिसके साथ विद्युत ऊर्जा को थर्मल में परिवर्तित किया जाता है, जो उच्च हीटिंग तीव्रता पैदा करता है। विद्युत पैरामीटर को बदलकर इस प्रक्रिया को अपेक्षाकृत आसानी से नियंत्रित किया जा सकता है।

सामान्य परिस्थितियों में, गैसें वर्तमान नहीं आयोजित की जाती हैं। हालांकि, यदि अनुकूल स्थितियां उत्पन्न होती हैं, तो वे आयनित हो सकते हैं। उनके परमाणु या अणु सकारात्मक या नकारात्मक आयन बन जाते हैं। उच्च गैस शक्ति के साथ उच्च तापमान और बाहरी विद्युत क्षेत्र की कार्रवाई के तहत कंडक्टर के सभी गुणों के साथ प्लाज्मा राज्य में जाते हैं।

वेल्डिंग चाप कैसे बनता है

• प्रारंभ में, दोनों सतहों को प्रभावित करने वाले संपर्क इलेक्ट्रोड के अंत और विस्तार के बीच दिखाई देते हैं।
• उच्च घनत्व वाले वर्तमान की कार्रवाई के तहत, सतहों के कण जल्दी पिघलते हैं, तरल धातु की एक परत बनाते हैं। यह लगातार इलेक्ट्रोड की दिशा में बढ़ रहा है, जिसके बाद यह अंतराल के लिए आता है।
• इस बिंदु पर, धातु बहुत जल्दी वाष्पित हो जाता है और निर्वहन अंतराल आयनों और इलेक्ट्रॉनों को भरने लगते हैं। लागू वोल्टेज उन्हें एनोड और कैथोड में जाने का कारण बनता है, नतीजतन, वेल्डिंग चाप उत्साहित है।
• थर्मल आयनीकरण प्रक्रिया शुरू होती है, जिसमें सकारात्मक आयनों और मुफ्त इलेक्ट्रॉन ध्यान केंद्रित करना जारी रखते हैं, गैस आर्क अंतर भी अधिक आयनित होता है और आर्क स्वयं स्थिर हो जाता है।
• इसके प्रभाव में, धातु रिक्त स्थान और इलेक्ट्रोड पिघल गए हैं और, अंदर हैं तरल अवस्थाएक साथ मिलाया।
• शीतलन के बाद, वेल्डिंग सीम इस जगह में बनता है।

स्विचिंग उपकरण में इलेक्ट्रिक आर्क कटाई

स्विचिंग उपकरण को नुकसान के बिना विद्युत श्रृंखला तत्वों को बंद करना बहुत सावधानी से किया जाना चाहिए। केवल संपर्कों का उद्घाटन पर्याप्त नहीं होगा, उनके बीच उत्पन्न चाप को सही ढंग से चुका देना आवश्यक है।

नेटवर्क पर उपयोग के आधार पर दहन और आर्क गैस प्रक्रियाएं अपने बीच महत्वपूर्ण रूप से भिन्न होती हैं। यदि निरंतर वर्तमान के साथ कोई विशेष समस्या नहीं है, तो एसी की उपस्थिति में, कई कारकों को ध्यान में रखा जाना चाहिए। सबसे पहले, आर्क वर्तमान प्रत्येक आधा अवधि पर शून्य चिह्न पास करता है। इस समय, ऊर्जा का निष्कर्षण बंद हो जाता है, क्योंकि आर्क के परिणामस्वरूप स्वचालित रूप से बाहर निकलता है, और फिर रोशनी होती है। अभ्यास में, शून्य चिह्न के माध्यम से संक्रमण से पहले वर्तमान शून्य दृष्टिकोण। यह वर्तमान में कमी और आर्क को सारांशित ऊर्जा में कमी के कारण है।

तदनुसार, इसका तापमान कम हो गया है, जो थर्मल आयनीकरण के समाप्ति का कारण बनता है। चाप के बहुत अंतर में गहन deionization होता है। यदि इस समय संपर्कों का एक त्वरित उद्घाटन और तारों, तो टूटना नहीं हो सकता है, श्रृंखला एक चाप की उपस्थिति के बिना बंद हो जाएगी।

अभ्यास में, ऐसी आदर्श स्थितियां बनाना बहुत मुश्किल है। इस संबंध में, त्वरित चाप पर विशेष उपाय विकसित किए गए थे। विभिन्न तकनीकी समाधान आपको चाप के अंतर को जल्दी से ठंडा करने और चार्ज कणों की संख्या को कम करने की अनुमति देते हैं। नतीजतन, यह इस अंतराल की विद्युत शक्ति और कम करने वाले वोल्टेज के साथ-साथ वृद्धि में धीरे-धीरे वृद्धि हुई है।

दोनों मूल्य स्वयं पर निर्भर हैं और अगले आधे-अवधि में चाप की इग्निशन को प्रभावित करते हैं। यदि विद्युत शक्ति पुनर्जन्म वोल्टेज से अधिक है, तो चाप प्रकाश नहीं होगा। अन्यथा, यह जलाने के लिए स्थिर होगा।

चाप कटाई के मुख्य तरीके

अक्सर चाप लम्बाई विधि का उपयोग करता है, जब चेन बंद होने पर संपर्कों की विसंगतियों की प्रक्रिया में, यह होता है (चित्र 1)। सतह को बढ़ाने से, शीतलन की स्थिति में काफी सुधार हुआ है, और दहन का समर्थन करने के लिए अधिक वोल्टेज की आवश्यकता होती है।

1.

एक और मामले में, समग्र विद्युत चाप अलग छोटे आर्क (चित्र 2) में बांटा गया है। ऐसा करने के लिए, एक विशेष धातु ग्रिल का उपयोग किया जा सकता है। अपनी प्लेटों में, एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र, अलगाव के लिए एक कसकर चाप, अनिवार्य है। इस विधि का व्यापक रूप से 1 केवी से कम के वोल्टेज के साथ उपकरण स्विच करने में उपयोग किया जाता है। एक विशिष्ट उदाहरण एयर सर्किट ब्रेकर है।

2.

छोटे वॉल्यूम में बुझाने के लिए काफी प्रभावी माना जाता है, जो बुझाने वाले कक्षों के अंदर है। इन उपकरणों में अनुदैर्ध्य स्लिट हैं जो एआरसी की दिशा के साथ कुल्हाड़ियों पर मेल खाते हैं। ठंडे सतहों के संपर्क के परिणामस्वरूप, चाप को गहन रूप से ठंडा करना शुरू होता है, सक्रिय रूप से चार्ज किए गए कणों को हाइलाइट किया जाता है वातावरण.

उच्च दबाव का उपयोग करना। इस मामले में, तापमान अपरिवर्तित बनी हुई है, दबाव बढ़ता है, और आयनीकरण घटता है। ऐसी स्थितियों में, चाप तेजी से ठंडा हो जाता है। उच्च दबाव बनाने के लिए, कसकर बंद कैमरे का उपयोग किया जाता है। विधि फ़्यूज़ और अन्य उपकरणों के लिए विशेष रूप से प्रभावी है।

आर्क कटाई तेल की मदद से हो सकती है जहां संपर्क रखा जाता है। जब वे टूट जाते हैं, तो आर्क प्रकट होता है, जिसकी कार्रवाई सक्रिय रूप से वाष्पीकरण शुरू होती है। यह एक गैस बुलबुला या एक खोल के साथ कवर किया गया है जिसमें 70-80% हाइड्रोजन और तेल वाष्प शामिल हैं। बैरल जोन में सीधे गिरने वाले गुप्त गैसों के प्रभाव में, बुलबुले के अंदर ठंडी और गर्म गैस मिश्रित होती है, तीव्रता से चाप अंतराल को ठंडा करती है।

क्षति के अन्य तरीके

अपने प्रतिरोध के विकास के कारण इलेक्ट्रिक चाप कटाई की जा सकती है। यह धीरे-धीरे बढ़ता है, और वर्तमान दहन को बनाए रखने के लिए अपर्याप्त मूल्य में कमी आती है। इस विधि का मुख्य नुकसान क्वेंचिंग का लंबा समय है, जिसके दौरान चाप में बड़ी मात्रा में ऊर्जा विलुप्त होती है।

आर्क के प्रतिरोध में वृद्धि विभिन्न तरीकों से हासिल की जाती है:

• चाप की लम्बाई, क्योंकि इसका प्रतिरोध लंबाई के साथ प्रत्यक्ष आनुपातिक निर्भरता में है। ऐसा करने के लिए, आपको संपर्कों के बीच के अंतर को बढ़ाने की आवश्यकता है।
• उन संपर्कों के बीच मध्यम को ठंडा करना जहां चाप स्थित है। अक्सर इसका उपयोग चाप के साथ उड़कर किया जाता है।
• संपर्क गैस माध्यम में आयनीकरण या वैक्यूम कक्ष में कम डिग्री के साथ रखा जाता है। इस विधि का उपयोग गैस और वैक्यूम स्विच में किया जाता है।
• आर्क के क्रॉस सेक्शन को कम किया जा सकता है, इसे एक संकीर्ण छेद के माध्यम से पारित करना या संपर्कों के क्षेत्र को कम किया जा सकता है।

चाप को साफ करने के लिए वैकल्पिक वोल्टेज के साथ सर्किट में, शून्य वर्तमान विधि का उपयोग किया जाता है। इस मामले में, प्रतिरोध निम्न स्तर पर बनाए रखा जाता है, जब तक कि वर्तमान मूल्य शून्य हो जाता है। नतीजतन, क्वेंचिंग स्वाभाविक रूप से होती है, और इग्निशन को फिर से दोहराया नहीं जाता है, हालांकि संपर्कों पर वोल्टेज बढ़ सकता है। प्रत्येक आधा अवधि के अंत में शून्य चिह्न की गिरावट होती है और चाप थोड़े समय के लिए बाहर जाता है। यदि आप संपर्कों के बीच के अंतर की ढांकता हुआ ताकत बढ़ाते हैं, तो चाप बुझ जाएगा।

विद्युत चाप के परिणाम

आर्क का विनाशकारी प्रभाव न केवल उपकरण के लिए बल्कि काम करने वाले लोगों के लिए एक गंभीर खतरा है। एक प्रतिकूल संयोग के साथ, आप गंभीर जलन प्राप्त कर सकते हैं। कभी-कभी चाप की हार एक घातक परिणाम के साथ समाप्त होती है।

एक नियम के रूप में, वर्तमान समय के हिस्सों या कंडक्टर के साथ आकस्मिक संपर्क के समय एक विद्युत चाप होता है। एक शॉर्ट सर्किट वर्तमान की कार्रवाई के तहत, तार पिघला हुआ है, हवा आयनित है, प्लाज्मा चैनल के गठन के लिए अन्य अनुकूल स्थितियां बनाई गई हैं।

वर्तमान में, विद्युत इंजीनियरिंग के क्षेत्र में, विद्युत चाप के खिलाफ विकसित आधुनिक सुरक्षात्मक उपकरणों की मदद से महत्वपूर्ण सकारात्मक परिणाम प्राप्त करना संभव था।

विद्युत चाप एक उच्च वर्तमान घनत्व, उच्च तापमान, उच्च गैस दबाव और आर्क अंतर पर एक छोटी वोल्टेज ड्रॉप द्वारा वर्णित एक प्रकार का निर्वहन है। इस मामले में, इलेक्ट्रोड (संपर्क) का गहन हीटिंग है, जिस पर तथाकथित कैथोड और एनोड स्पॉट बनते हैं। कैथोड चमक एक छोटे से उज्ज्वल स्थान पर केंद्रित होती है, विपरीत इलेक्ट्रोड का हॉटस्पॉट एक एनोड स्पॉट बनाता है।

आर्क में आप तीन क्षेत्रों, उनमें बहुत अलग प्रक्रियाओं को नोट कर सकते हैं। वोल्टेज में कैथोड ड्रॉप के क्षेत्र के समीप नकारात्मक इलेक्ट्रोड (कैथोड) चाप सीधे। अगला आर्क की प्लाज्मा बैरल है। सीधे सकारात्मक इलेक्ट्रोड (एनोड) के लिए, वोल्टेज में एनोडिक ड्रॉप का एक क्षेत्र आसन्न है। इन क्षेत्रों को योजनाबद्ध रूप से चित्र में दिखाया गया है। एक।

अंजीर। 1. विद्युत चाप की संरचना

आकृति में वोल्टेज में कैथोड और एनोडिक ड्रॉप के क्षेत्रों का आकार बहुत अतिरंजित है। वास्तव में, उनकी लंबाई बहुत छोटी है उदाहरण के लिए, वोल्टेज में कैथोड ड्रॉप की लंबाई इलेक्ट्रॉन के मुक्त आंदोलन (1 एमके से कम) के मार्ग के क्रम का मूल्य है। एनोडिक वोल्टेज ड्रॉप के क्षेत्र की लंबाई आमतौर पर इस मान से कुछ हद तक बड़ी होती है।

सामान्य परिस्थितियों में, हवा एक अच्छा इन्सुलेटर है। इस प्रकार, 1 सेमी के वायु अंतराल के टूटने के लिए 1 सेमी वोल्टेज आवश्यक है। एयर गैप एक कंडक्टर बनने के लिए, इसमें चार्ज कणों (इलेक्ट्रॉनों और आयनों) की एक निश्चित एकाग्रता बनाना आवश्यक है।

इलेक्ट्रिक चाप कैसे होता है

विद्युत चाप, जो चार्ज कणों का प्रवाह होता है, संपर्कों की विसंगतियों के प्रारंभिक क्षण में कैथोड की सतह से उत्सर्जित गैस अंतर और इलेक्ट्रॉनों के मुक्त इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति के परिणामस्वरूप उत्पन्न होता है। संपर्कों के बीच के अंतर में मुक्त इलेक्ट्रॉनों को कैथोड की दिशा में इलेक्ट्रिक फील्ड बलों की क्रिया के तहत एनोड की दिशा में उच्च गति से स्थानांतरित किया जाता है।

संपर्कों की विसंगति की शुरुआत में क्षेत्र की ताकत प्रति सेंटीमीटर कई हजार किलोवोल्ट तक पहुंच सकती है। इस क्षेत्र की ताकतों की कार्रवाई के तहत, इलेक्ट्रॉनों को कैथोड की सतह से तोड़ दिया जाता है और इलेक्ट्रॉनिक क्लाउड बनाने वाले इलेक्ट्रॉनों से एनोड में स्थानांतरित हो जाता है। इस तरह से बनाए गए इलेक्ट्रॉनों का प्रारंभिक प्रवाह आर्क गैप के भविष्य के गहन आयनावरण में बनाई गई है।

आयनीकरण प्रक्रियाओं के साथ, Arionization प्रक्रिया समानांतर और लगातार में हैं। Deionization की प्रक्रियाएं हैं, विभिन्न संकेतों या सकारात्मक आयन और इलेक्ट्रॉन के दो आयनों के अभिसरण के साथ, वे आकर्षित होते हैं, इसका सामना करना पड़ता है, तटस्थता, इसके अलावा, कपड़े पहने हुए कणों को स्नान के दहन क्षेत्र से ले जाया जाता है शुल्क की एक छोटी सांद्रता के साथ पर्यावरण में शुल्क की अधिक सांद्रता। यह सभी कारक अपने शीतलन और विलुप्त होने के लिए चाप तापमान में कमी का कारण बनते हैं।

अंजीर। 2. इलेक्ट्रिक चाप

इग्निशन के बाद चाप

स्थापित दहन मोड में, इसमें आयनीकरण और deionization प्रक्रियाएं संतुलन में हैं। एक समान सकारात्मक और नकारात्मक शुल्क के साथ आर्क बार गैस आयनीकरण की उच्च डिग्री द्वारा विशेषता है।

पदार्थ, आयनीकरण की डिग्री जो एक के करीब है, यानी जिसमें कोई तटस्थ परमाणु और अणु नहीं होते हैं, जिन्हें प्लाज्मा कहा जाता है।

विद्युत चाप निम्नलिखित विशेषताओं द्वारा विशेषता है:

1. आर्क बार और पर्यावरण के बीच एक स्पष्ट रेखांकित सीमा।

2. आर्क बैरल के अंदर उच्च तापमान 6000 - 25000k तक पहुंच गया।

3. उच्च वर्तमान घनत्व और आर्क बैरल (100 - 1000 ए / मिमी 2)।

4. वोल्टेज में एनोड और कैथोड ड्रॉप के छोटे मूल्य और वर्तमान में वर्तमान (10 - 20 वी) से स्वतंत्र हैं।

एक इलेक्ट्रिक चाप की वोल्ट-एम्पीयर विशेषता

डीसी आर्क की मुख्य विशेषता वर्तमान से चाप के तनाव की निर्भरता है, जिसे कहा जाता है वोल्ट-एम्पीयर विशेषता (डब्ल्यूए)।

आर्क एक निश्चित वोल्टेज (चित्र 3) पर संपर्कों के बीच उत्पन्न होता है, जिसे यूवी के इग्निशन वोल्टेज और संपर्कों के बीच निर्भर दूरी, माध्यम के तापमान और दबाव पर और संपर्कों की गति पर निर्भर करता है। आर्क तर्क वोल्टेज हमेशा वोल्टेज यू एच से कम होता है।

अंजीर। 3. डीसी आर्क (ए) और इसकी प्रतिस्थापन योजना (बी) की वोल्ट-एम्पीयर विशेषताएं

वक्र 1 एआरसी की एक स्थिर विशेषता है, यानी धीमे परिवर्तन के साथ प्राप्त किया। विशेषता एक गिरने वाला चरित्र है। बढ़ते वर्तमान के साथ, आर्क पर तनाव कम हो जाता है। इसका मतलब है कि आर्क अंतर का प्रतिरोध तेजी से घटता है, जिसका प्रवाह बढ़ता है।

यदि एक या एक और गति आई 1 से शून्य में वर्तमान को कम करती है और साथ ही एक ही समय में चाप पर वोल्टेज ड्रॉप को ठीक करती है, फिर घटता 2 और 3. इन घटता को बुलाया जाता है गतिशील लक्षण।

वर्तमान को कम करने के लिए तेज़, गतिशील झुंड कम होगा। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि जब वर्तमान ट्रंक के क्रॉस सेक्शन जैसे वर्तमान पैरामीटर को कम करता है, तो तापमान के पास स्थिर होने पर छोटे वर्तमान मूल्य के अनुरूप मूल्यों को तुरंत बदलने और प्राप्त करने का समय नहीं होता है।

आर्क गैप पर वोल्टेज ड्रॉप:

Ud \u003d u s + edid,

कहा पे यू एस \u003d यू के + यू ए एक निकट-रिफ्लक्स वोल्टेज ड्रॉप, एड - एआरसी, आईडी - डीना आर्क में एक अनुदैर्ध्य वोल्टेज ढाल।

सूत्र से यह इस प्रकार है कि चाप की लंबाई में वृद्धि के साथ, चाप पर वोल्टेज ड्रॉप बढ़ेगा, और वाह ऊपर रखा जाएगा।

स्विचिंग विद्युत उपकरणों को डिजाइन करते समय इलेक्ट्रिक चाप संघर्ष। इलेक्ट्रिक आर्क गुणों में और में उपयोग किया जाता है।

इलेक्ट्रिक आर्क (वोल्टोवा चाप, आर्क डिस्चार्ज) - भौतिक घटना, गैस में विद्युत निर्वहन के प्रकारों में से एक।

आर्क की संरचना

इलेक्ट्रिक आर्क में कैथोड और एनोड क्षेत्र, एक आर्क कॉलम, संक्रमणकालीन क्षेत्र होते हैं। एनोड क्षेत्र की मोटाई 0.001 मिमी है, कैथोड क्षेत्र लगभग 0.0001 मिमी है।

एक पिघलने वाले इलेक्ट्रोड द्वारा वेल्डिंग के दौरान एनोड क्षेत्र में तापमान लगभग 2500 है ... 4000 डिग्री सेल्सियस, आर्क कॉलम में तापमान कैथोड क्षेत्र में 7,000 से 18,000 डिग्री सेल्सियस है - 9000 - 12000 डिग्री सेल्सियस।

आर्क पोस्ट विद्युत रूप से तटस्थ है। इसके किसी भी क्रॉस सेक्शन में विपरीत संकेतों के चार्ज कणों की एक ही संख्या है। आर्क कॉलम में वोल्टेज ड्रॉप इसकी लंबाई के आनुपातिक है।

वेल्डिंग आर्क्स द्वारा वर्गीकृत:

• इलेक्ट्रोड की सामग्री - एक पिघलने और असंगत इलेक्ट्रोड के साथ;
• स्तंभ के संपीड़न की डिग्री एक नि: शुल्क और संपीड़ित चाप है;
• प्रयुक्त वर्तमान - निरंतर और वैकल्पिक वर्तमान की चाप की चाप;
• निरंतरता की ध्रुवीयता के अनुसार विद्युत प्रवाह - इलेक्ट्रोड पर प्रत्यक्ष ध्रुवीयता ("-", "+" - उत्पाद पर) और रिवर्स ध्रुवीयता;
• वैकल्पिक वर्तमान - एक चरण और तीन चरण मेहराब का उपयोग करते समय।

इलेक्ट्रिक वेल्डिंग के दौरान आर्क का स्व-विनियमन

बाहरी प्रतिपूर्ति की स्थिति में, नेटवर्क के वोल्टेज में परिवर्तन, तार की फ़ीड दर इत्यादि - फ़ीड दर और पिघलने की गति के बीच स्थिर संतुलन में उल्लंघन होता है। श्रृंखला में चाप की लंबाई में वृद्धि के साथ, वेल्डिंग वर्तमान और इलेक्ट्रोड तार की पिघलने की गति कम हो जाती है, और फ़ीड दर, निरंतर शेष, पिघलने की गति से अधिक हो जाती है, जो चाप की लंबाई की बहाली की ओर ले जाती है। चाप की लंबाई में कमी के साथ, तार की पिघलने की गति फ़ीड दर से अधिक हो जाती है, इससे चाप की सामान्य लंबाई की बहाली होती है।

आर्क के स्वयं विनियमन की प्रक्रिया की प्रभावशीलता बिजली आपूर्ति की वोल्ट-एम्पीयर विशेषताओं के रूप से काफी प्रभावित होती है। चाप की लंबाई के ऑसीलेशन की उच्च गति कठोर श्रृंखलाओं के साथ स्वचालित रूप से की जाती है।

इलेक्ट्रिक आर्क फाइटिंग

कई उपकरणों में, इलेक्ट्रिक चाप की घटना हानिकारक है। यह मुख्य रूप से बिजली की आपूर्ति और इलेक्ट्रिक ड्राइव में उपयोग किए जाने वाले संपर्क स्विचिंग डिवाइस हैं: उच्च वोल्टेज स्विच, सर्किट ब्रेकर, संपर्ककर्ता, विद्युतीकृत संपर्क नेटवर्क पर विभागीय इंसुलेटर रेलवे और शहरी विद्युत परिवहन। जब उद्घाटन संपर्क उत्पन्न होने के बीच उपरोक्त उपकरण द्वारा भार को डिस्कनेक्ट किया जाता है।

इस मामले में आर्क घटना की तंत्र निम्नानुसार है:

• संपर्क दबाव को कम करना - संपर्क बिंदुओं की संख्या कम हो जाती है, संपर्क नोड में प्रतिरोध बढ़ता है;
• संपर्कों की विसंगति की शुरुआत संपर्कों के पिघला हुआ धातु से "पुल" का गठन है (अंतिम संपर्क बिंदुओं के स्थानों में);
• पिघला हुआ धातु से "पुलों" की ब्रेकिंग और वाष्पीकरण;
• धातु वाष्पों में एक विद्युत चाप का गठन (जो संपर्क अंतराल के अधिक आयनीकरण और चाप क्वेंच में कठिनाइयों में योगदान देता है);
• संपर्कों के तेजी से बर्नआउट के साथ चाप की सतत जलती हुई।

संपर्कों को न्यूनतम नुकसान के लिए, चाप को कम से कम समय पर बुझाना जरूरी है, जिससे चाप स्थान को एक ही स्थान पर रोकने के लिए सभी प्रयास हो (जब गर्मी चाप चलती है, इसे संपर्क शरीर पर समान रूप से वितरित किया जाएगा) ।

उपर्युक्त आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए, निम्नलिखित आर्क नियंत्रण विधियां लागू की जाती हैं:

• शीतलन माध्यम के चाप प्रवाह की शीतलन - तरल पदार्थ (तेल स्विच); गैस - (वायु स्विच, ऑटोगास स्विच, तेल स्विच, सुंदर स्विच), और शीतलन माध्यम का प्रवाह आर्क बैरल (अनुदैर्ध्य क्वेंच) और पार (क्रॉस-क्वेंच) दोनों के साथ पारित कर सकता है; कभी-कभी अनुदैर्ध्य अनुप्रस्थ कटाई का उपयोग किया जाता है;
• वैक्यूम की बुझाने वाली क्षमता का उपयोग - यह ज्ञात है कि स्विच किए गए संपर्कों के आस-पास गैसों के दबाव में कमी के साथ एक निश्चित मूल्य पर, एक प्रभावी आर्क गैस (एक चाप के गठन के लिए मीडिया की कमी के कारण) की ओर जाता है ) एक वैक्यूम स्विच।
• अधिक डग प्रतिरोधी संपर्क सामग्री का उपयोग;
• उच्च आयनकारी क्षमता के साथ संपर्क सामग्री लागू करना;
• बुझाने वाले ग्रिड (सर्किट ब्रेकर, विद्युत चुम्बकीय स्विच) का आवेदन। जाली पर थकावट लगाने का सिद्धांत चाप में निकट-दरवाजे की बूंद के प्रभाव के उपयोग पर आधारित है (चाप में अधिकांश वोल्टेज ड्रॉप कैथोड में एक बूंद है; बुझाने वाले ग्रिड वास्तव में एक श्रृंखला है आर्क के लिए लगातार संपर्क।
• का उपयोग करते हुए

विद्युत सर्किट का संचालन करते समय, एक विद्युत निर्वहन के रूप में होता है इलेक्ट्रिक आर्क।एक इलेक्ट्रिक चाप की उपस्थिति के लिए, यह पर्याप्त है कि संपर्कों पर वोल्टेज लगभग 0.1 ए के सर्किट में वर्तमान में 10 वी से ऊपर है। महत्वपूर्ण तनाव और धाराओं के साथ, आर्क के अंदर का तापमान 3 - 15 हजार डिग्री सेल्सियस तक पहुंच सकता है, जिसके परिणामस्वरूप संपर्क और वर्तमान-वाहक भागों को घुमाया जाता है।

110 केवी वोल्टेज पर और चाप की लंबाई के ऊपर कई मीटर तक पहुंच सकते हैं। इसलिए, विशेष रूप से शक्तिशाली पावर सर्किट में विद्युत चाप, 1 केवी से ऊपर वोल्टेज पर एक बड़ा खतरा है, हालांकि गंभीर परिणाम 1 केवी से नीचे वोल्टेज सेटिंग्स में हो सकते हैं। नतीजतन, इलेक्ट्रिक चाप को जितना संभव हो सके और 1 केवी के ऊपर और नीचे वोल्टेज सर्किट में जल्दी से पुनर्भुगतान सीमित होना चाहिए।

एक विद्युत चाप के गठन की प्रक्रिया को निम्नानुसार सरल बनाया जा सकता है। संपर्कों से संपर्क करते समय, संपर्क दबाव और एक संबंधित संपर्क सतह कम हो जाती है, वृद्धि (वर्तमान घनत्व और तापमान - स्थानीय (संपर्क क्षेत्र के अलग-अलग क्षेत्रों में) अति ताप, जो थर्मोइलेक्ट्रॉनिक उत्सर्जन में और योगदान देता है, जब इलेक्ट्रॉनों के आंदोलन की गति बढ़ जाती है उच्च तापमान और वे सतह की सतहों से बच रहे हैं।

संपर्कों के समय, एक चेन ब्रेक होता है, संपर्क अंतराल पर वोल्टेज को तेजी से बहाल किया जाता है। चूंकि संपर्कों के बीच बहुत कम दूरी है, इसलिए उच्च तनाव होता है, जिसके प्रभाव में इलेक्ट्रॉनों को इलेक्ट्रोड सतह से तोड़ दिया जाता है। वे बी को तेज करते हैं। बिजली क्षेत्र और जब एक तटस्थ परमाणु को मारना उसे अपनी गतिशील ऊर्जा देता है। यदि यह ऊर्जा एक तटस्थ परमाणु के खोल से कम से कम एक इलेक्ट्रॉन को फाड़ने के लिए पर्याप्त है, तो आयनीकरण प्रक्रिया होती है।

गठित मुक्त इलेक्ट्रॉनों और आयनों एआरसी बैरल की प्लाज्मा का गठन करते हैं, यानी, एक आयनित चैनल जिसमें चाप जलता है और कणों के निरंतर आंदोलन को सुनिश्चित किया जाता है। साथ ही, नकारात्मक चार्ज कण, मुख्य रूप से इलेक्ट्रॉनों, एक दिशा में (एनोड के लिए), और गैसों के परमाणुओं और अणुओं, एक या एक से अधिक इलेक्ट्रॉनों से रहित, विपरीत दिशा में कणों को सकारात्मक रूप से चार्ज किया जाता है (कैथोड के लिए) । प्लाज्मा चालकता धातु चालकता के करीब है।

बैरल में, आर्क एक उच्च वर्तमान पास करता है और एक उच्च तापमान बनाया जाता है। आर्क बैरल का यह तापमान थर्मोनीकरण की ओर जाता है - अणुओं के गठन की प्रक्रिया अणुओं और परमाणुओं के प्रभाव के कारण उच्च गतिशील ऊर्जा के साथ उच्च गतिशील ऊर्जा (अणुओं और माध्यम के परमाणुओं, जहां चाप जल रहा है, विघटित हो जाता है इलेक्ट्रॉनों और सकारात्मक रूप से चार्ज आयन)। गहन थर्मोनीकरण उच्च प्लाज्मा चालकता का समर्थन करता है। इसलिए, चाप की लंबाई में वोल्टेज ड्रॉप छोटा है।

विद्युत चाप में, दो प्रक्रिया लगातार बहती हैं: आयनीकरण के अलावा, परमाणुओं और अणुओं के deionization। उत्तरार्द्ध मुख्य रूप से प्रसार द्वारा होता है, यानी, पर्यावरण में चार्ज किए गए कणों का हस्तांतरण, और इलेक्ट्रॉनों के पुनर्मूल्यांकन और सकारात्मक रूप से चार्ज आयनों, जो अपने क्षय पर खर्च की गई ऊर्जा के प्रभाव के साथ तटस्थ कणों में फिर से मिलते हैं। इस मामले में, पर्यावरण में गर्मी सिंक होता है।

इस प्रकार, विचाराधीन प्रक्रिया के तीन चरणों को प्रतिष्ठित किया जा सकता है: चाप की इग्निशन, जब कैथोड से इलेक्ट्रॉनों के आयनीकरण और उत्सर्जन के कारण, आर्क डिस्चार्ज शुरू होता है और आयनीकरण तीव्रता deionization, टिकाऊ जलने से अधिक है आर्क बैरल में थर्मोनीकरण द्वारा समर्थित, जब आयनीकरण और deionization की तीव्रता समान होती है, तो चाप की आबादी जब आयनकरण की तीव्रता आयनीकरण से अधिक होती है।

विद्युत उपकरण स्विचिंग में आर्क कटाई के तरीके

विद्युत सर्किट के तत्वों को अक्षम करने और स्विचिंग मशीन को नुकसान पहुंचाने के लिए, न केवल अपने संपर्कों को खोलने के लिए, बल्कि उनके बीच दिखाई देने वाले चाप को भी भुगतान करना आवश्यक है। चाप कटाई की प्रक्रिया, साथ ही साथ जलती हुई, परिवर्तनीय और निरंतर वर्तमान के साथ अलग-अलग हैं। यह इस तथ्य से निर्धारित होता है कि पहले मामले में, आर्क में वर्तमान प्रत्येक आधे-अवधि शून्य के माध्यम से गुजरता है। इन क्षणों के दौरान, आर्क में ऊर्जा की रिहाई बंद हो जाती है और प्रत्येक बार स्वचालित रूप से बाहर निकल जाता है, और फिर फिर से रोशनी देता है।

आर्क में लगभग वर्तमान शून्य के माध्यम से संक्रमण की तुलना में थोड़ा पहले शून्य हो जाता है, क्योंकि वर्तमान में कमी आती है, आरआरपी के कारण होने वाली ऊर्जा क्रमशः घट जाती है, आर्क का तापमान कम हो जाता है और थर्मोनीकरण बंद हो जाता है। साथ ही, आर्क गैप में डीओनिज़ेशन प्रक्रिया तीव्रता से चल रही है। यदि इस समय टूटने और जल्दी से नस्ल से संपर्क करने के लिए, तो बाद में विद्युत टूटना नहीं हो सकता है और श्रृंखला चाप के बिना अक्षम कर दी जाएगी। हालांकि, यह बेहद मुश्किल है, और इसलिए त्वरित चाप कटाई के विशेष उपायों को अपनाने, शीतलन चाप स्थान प्रदान करना और चार्ज कणों की संख्या को कम करना।

Deionization के परिणामस्वरूप, अंतराल की विद्युत शक्ति धीरे-धीरे बढ़ जाती है और साथ ही पुनर्जन्म वोल्टेज उस पर बढ़ रहा है। इन मूल्यों के अनुपात से और निर्भर करता है, चाहे चाप की अवधि अगले आधे हिस्से में हो जाएगी या नहीं। यदि अंतराल की विद्युत शक्ति तेजी से बढ़ जाती है और पुनर्जन्म वोल्टेज से अधिक हो जाती है, तो चाप अब हल्का नहीं होगा, अन्यथा चाप की टिकाऊ जलने को सुनिश्चित किया जाएगा। पहली शर्त और आर्क कटाई के कार्य को निर्धारित करता है।

स्विचिंग उपकरणों में उपयोग करें विभिन्न तरीके चाप कटाई।

चाप का विस्तार

विद्युत सर्किट को बंद करने की प्रक्रिया में संपर्कों से संपर्क करते समय, चाप बढ़ी हुई। साथ ही, चाप को ठंडा करने की शर्तों में सुधार हुआ है, क्योंकि इसकी सतह बढ़ जाती है और जलने के लिए अधिक वोल्टेज की आवश्यकता होती है।

कई छोटे आर्कों पर लंबे चाप को विभाजित करना

यदि संपर्कों के उद्घाटन के दौरान गठित चाप को छोटे आर्क में विभाजित किया जाता है, उदाहरण के लिए, इसे धातु ग्रिल में कसकर, यह बाहर जाएगा। एआरसी आमतौर पर इलेक्ट्रो के प्रभाव में धातु ग्रिड में देरी होती है चुंबकीय क्षेत्रभंवर धाराओं के साथ जाली प्लेटों में इनवेडल। इस आर्क कटाई विधि का व्यापक रूप से 1 केवी से नीचे वोल्टेज में स्विच करने में उपयोग किया जाता है, विशेष रूप से स्वचालित वायु स्विच में।

संकीर्ण स्लॉट में कूलिंग आर्क

छोटी मात्रा में चाप कटाई की सुविधा प्रदान की जाती है। इसलिए, अनुदैर्ध्य स्लिट वाले व्यापक कोशिकाओं का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है (इस तरह के एक स्लिट की धुरी आर्क बैरल की धुरी की ओर मेल खाता है)। इस तरह के एक अंतराल आमतौर पर एआरसी-प्रतिरोधी सामग्री को इन्सुलेट करने से कैमरों में गठित किया जाता है। ठंडे सतहों के साथ चाप के संपर्क के कारण, इसकी गहन शीतलन होता है, पर्यावरण में चार्ज किए गए कणों का प्रसार होता है और तदनुसार, तेजी से deionization।

फ्लैट समानांतर दीवारों के साथ स्लॉट के अलावा, पसलियों का भी पसलियों, प्रोट्रेशन, एक्सटेंशन (जेब) के साथ किया जाता है। यह सब चाप बैरल के विरूपण की ओर जाता है और कक्ष की ठंडी दीवारों के संपर्क के क्षेत्र में वृद्धि में योगदान देता है।

संकीर्ण स्लिट में चाप का चित्र आमतौर पर एक चुंबकीय क्षेत्र की क्रिया के तहत होता है जो चाप के साथ बातचीत करता है, जिसे वर्तमान के साथ एक कंडक्टर के रूप में माना जा सकता है।

बाहरी आर्क्स को अक्सर कॉइल की कीमत पर प्रदान किया जाता है, जिसमें लगातार संपर्कों के साथ लगातार संपर्क होते हैं। संकीर्ण स्लॉट में फसल कटाई सभी वोल्टेज के लिए उपकरणों में उपयोग की जाती है।

उच्च दबाव चाप

एक स्थिर तापमान पर, गैस आयनीकरण की डिग्री बढ़ती दबाव के साथ गिरती है, जबकि गैस की थर्मल चालकता बढ़ जाती है। अन्य सभी चीजें समान स्थितियां हैं, यह बढ़ी हुई चाप शीतलन की ओर ले जाती है। चाप को कसकर बंद कैमरों में जर्जर द्वारा उत्पन्न उच्च दबाव की मदद से चाप कटाई, व्यापक रूप से फ़्यूज़ और कई अन्य उपकरणों में उपयोग की जाती है।

तेल में कटाई

यदि तेल में रखा गया है, तो उनके उद्घाटन के दौरान उत्पन्न आर्क तेल की गहन वाष्पीकरण की ओर जाता है। नतीजतन, चाप के चारों ओर एक गैस बुलबुला (खोल) बनाई गई है, जिसमें मुख्य रूप से हाइड्रोजन (70 ... 80%), साथ ही साथ जल वाष्प भी शामिल है। उच्च गति पर रिलीज गैसों को सीधे आर्क बैरल के क्षेत्र में घुसना, बुलबुले में ठंड और गर्म गैस का मिश्रण, गहन शीतलन प्रदान करते हैं और तदनुसार, आर्क अंतर को कम करना। इसके अलावा, गैसों की deionizing क्षमता तेल के तेजी से अपघटन के दौरान उत्पन्न दबाव को बढ़ाता है।

तेल में थकाऊ चाप प्रक्रिया की तीव्रता अधिक है, तेल और तेल के साथ निकट चाप चाप के संबंध में तेजी से बढ़ रहा है। इसे देखते हुए, आर्क अंतर एक बंद इन्सुलेट डिवाइस तक सीमित है - स्पलॉगिंग कक्ष। इन कैमरों में, एक चाप के साथ तेल का एक नज़दीक स्पर्श होता है, और प्लेटों और निकास छेद को इन्सुलेट करने की मदद से, काम करने वाले चैनल बनते हैं, जिसके अनुसार तेल और गैस चल रहे हैं, गहन उड़ाने (गंदगी) चाप प्रदान करते हैं।

स्पलॉगिंग कक्ष ऑपरेशन के सिद्धांत के अनुसार, उन्हें तीन मुख्य समूहों में बांटा गया है: ऑटो-कटिंग के साथ, जब आर्क क्षेत्र में उच्च दबाव और गैस की गति एक चाप में जारी ऊर्जा के कारण बनाई जाती है, विशेष पंपिंग हाइड्रोलिक तंत्र के साथ मजबूर तेल उड़ा जाता है , तेल में एक चुंबकीय गैस के साथ जब चुंबकीय क्षेत्र की कार्रवाई के तहत चाप को संकीर्ण स्लॉट में ले जाया जाता है।

सबसे प्रभावी और सरल ऑटो टेबल के साथ Dumpy Chambers। चैनलों और निकास छेद के स्थान के आधार पर, कक्षों को प्रतिष्ठित किया जाता है, जिसमें गैस प्रवाह मिश्रण और तेल की गहन बहती चाप (अनुदैर्ध्य गंदगी) या आर्क (ट्रांसवर्स दिमता) के साथ प्रदान की जाती है। 1 केवी से ऊपर वोल्टेज स्विच में आर्क कटाई विधियों का विचार व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

1 केवी से ऊपर वोल्टेज उपकरणों में अन्य आर्क कटाई विधियों

चाप कटाई के उपरोक्त तरीकों के अलावा, इसका भी उपयोग किया जाता है: संपीड़ित हवा, जिस प्रवाह को चाप के साथ या भर में उड़ाया जाता है, इसकी गहन शीतलन (हवा के बजाय, अन्य गैसों का उपयोग किया जाता है, अक्सर ठोस गैस से प्राप्त होता है उत्पन्न सामग्री - फाइबर, विनीप्लास्ट इत्यादि - सबसे जलती हुई चाप के उनके अपघटन के स्कोर के लिए, जिसमें हवा और हाइड्रोजन की तुलना में उच्च विद्युत शक्ति होती है, जिसके परिणामस्वरूप इस गैस में चाप जल रहा है, यहां तक \u200b\u200bकि वायुमंडलीय दबाव पर भी , जल्दी से बुझाया जाता है, अत्यधिक विकसित गैस (वैक्यूम), जब संपर्क खोलते हैं, जिसमें चाप शून्य के माध्यम से वर्तमान के पहले मार्ग के बाद फिर से रोशनी नहीं होती है (बाहर जाती है)।

विद्युत चाप वोल्टेज के तहत इलेक्ट्रोड के बीच एक शक्तिशाली, दीर्घकालिक है, गैसों और वाष्पों के दृढ़ता से आयनित मिश्रण में विद्युत निर्वहन। यह उच्च गैसों और निर्वहन क्षेत्र में उच्च वर्तमान की विशेषता है।

इलेक्ट्रोड सीधे और रिवर्स ध्रुवीयता के साथ परिवर्तनीय (वेल्डिंग ट्रांसफार्मर) या डीसी (वेल्डिंग जनरेटर या रेक्टीफायर) के स्रोतों से जुड़े होते हैं।

निरंतर वर्तमान वेल्डिंग के साथ, सकारात्मक ध्रुव से जुड़े इलेक्ट्रोड को एनोड कहा जाता है, और नकारात्मक - कैथोड के लिए। इलेक्ट्रोड के बीच का अंतर एक आर्क क्षेत्र या चाप अंतराल (चित्रा 3.4) कहा जाता है। आर्क अंतराल आमतौर पर 3 विशिष्ट क्षेत्रों में विभाजित होते हैं:

1. एनोड के समीप एनोडिक क्षेत्र;
2. कैथोड क्षेत्र;
3. अभी भी चाप।

आर्क की कोई भी इग्निशन एक शॉर्ट सर्किट के साथ शुरू होता है, यानी उत्पाद के साथ इलेक्ट्रोड को बंद करने के साथ। इस मामले में, यू डी \u003d 0, और वर्तमान I MAX \u003d I Cor.zamk। क्लोजर की साइट पर, एक कैथोड स्पॉट दिखाई देता है, जो एक आर्क डिस्चार्ज के अस्तित्व के लिए एक अनिवार्य (आवश्यक) स्थिति है। परिणामी तरल धातु को इलेक्ट्रोड, अति तापों और तापमान तक पहुंचने के साथ बढ़ाया जाता है, उबलते बिंदु तक - उत्साहित (प्रज्वलित) चाप।

आयनीकरण के कारण एआरसी की इग्निशन इलेक्ट्रोड से संपर्क किए बिना किया जा सकता है, यानी। ऑसीलेटर (Argon-Arc वेल्डिंग) द्वारा वोल्टेज बढ़ाकर ढांकता हुआ हवा (गैस) अंतर का टूटना।

आर्क अंतर एक ढांकता हुआ माध्यम है जिसे आयनित करने की आवश्यकता है।

एक चाप निर्वहन के अस्तित्व के लिए, यूडी \u003d 16 ÷ 60 वी। वायु (एआरसी) अंतर के माध्यम से विद्युत प्रवाह का मार्ग केवल तभी संभव है जब इलेक्ट्रॉनों (प्राथमिक नकारात्मक कण) और आयनों में: सकारात्मक (+) आयन - तत्वों के सभी अणुओं और परमाणुओं (आसान धातुएं धातुओं के रूप में); नकारात्मक (-) आयन - आसान फॉर्म एफ, सीआर, एन 2, ओ 2 और इलेक्ट्रॉनों के लिए एफ़िनिटी के साथ अन्य तत्व ई।

चित्रा 3.4 - आर्क बर्निंग योजना

आर्क का कैथोड क्षेत्र एआरसी अंतराल में गैसों, आयनकारी गैसों का स्रोत है। कैथोड त्वरित से प्रतिष्ठित इलेक्ट्रॉनों बिजली क्षेत्र और कैथोड से निकालें। साथ ही, इस क्षेत्र के प्रभाव में, + आयन कैथोड को भेजे जाते हैं:

यू डी \u003d यू के + यू सी + यू ए;

एनोडिक क्षेत्र में काफी बड़ी मात्रा में यू ए< U к.

आर्क स्तंभ आर्क अंतर का मुख्य अनुपात इलेक्ट्रॉनों, + और - आयनों और तटस्थ परमाणुओं (अणुओं) के मिश्रण का प्रतिनिधित्व करता है। आर्क पोस्ट तटस्थ:

Σzar.otr। \u003d Σ प्रिक्स पोस्ट।

एक स्थिर चाप को बनाए रखने के लिए ऊर्जा आईपी के पावर स्रोत से आती है।

विभिन्न तापमान, एनोड और कैथोड जोनों का आकार और गर्मी की एक अलग मात्रा जारी की गई - प्रत्यक्ष और रिवर्स ध्रुवीयता के प्रत्यक्ष प्रवाह पर वेल्डिंग होने पर अस्तित्व का कारण बनता है:

क्यू ए\u003e क्यू करने के लिए; यू ए< U к.

• अनुरोध पर बड़ी संख्या में बड़े धातु की मोटाई के किनारों को गर्म करने के लिए गर्मी प्रत्यक्ष ध्रुवीयता का उपयोग किया जाता है (उदाहरण के लिए, जब सर्फिंग);
• पतली दीवार वाली और गैर-भारी धातुओं के साथ, विपरीत ध्रुवीयता (+ इलेक्ट्रोड पर +)।