Elektrikli cihazlarda elektrik arkı nasıl söndürülür?
Cihazın elektrik devresinin kırılması, cihazın anahtarlama gövdesinin elektrik akımı iletken durumundan iletken olmayan (dielektrik) duruma geçiş işlemidir.
Arkın sönmesi için deiyonizasyon proseslerinin iyonizasyon proseslerinden fazla olması gerekir. Arkı söndürmek için, ark üzerindeki voltaj düşüşünün güç kaynağı tarafından sağlanan voltajı aştığı koşullar yaratmak gerekir.
Zorla hava hareketi
Bir kompresör tarafından üretilen bir basınçlı hava akışında ark söndürme çok etkilidir. Bu tür söndürme, düşük voltajlı cihazlarda kullanılmaz, çünkü ark, havayı sıkıştırmak için özel ekipman kullanılmadan daha basit yollarla söndürülebilir.
Arkı söndürmek için, özellikle kritik akımlarda (elektrik arkını söndürme koşulları oluştuğunda, bunlar kritik olarak adlandırılır), açma işlemi sırasında hareket ederken hareketli sistemin parçaları tarafından oluşturulan zorunlu bir hava üflemesi kullanılır.
Bir arkın bir sıvı içinde, örneğin trafo yağında söndürülmesi çok etkilidir, çünkü elektrik arkının yüksek sıcaklığında yağ ayrışmasının ortaya çıkan gaz halindeki ürünleri ark silindirini yoğun bir şekilde deiyonize eder. Ayırıcının kontakları yağın içine konursa açma sırasında oluşan ark yoğun gaz oluşumuna ve yağın buharlaşmasına neden olur. Arkın etrafında, esas olarak hidrojenden oluşan bir gaz kabarcığı oluşur. Yağın hızlı ayrışması basınçta bir artışa yol açar, bu da arkın daha iyi soğutulmasına ve deiyonize hale gelmesine katkıda bulunur. Tasarımın karmaşıklığından dolayı, bu ark söndürme yöntemi alçak gerilim cihazlarında kullanılmaz.
Artan gaz basıncı, ısı transferini arttırdığı için arkın söndürülmesini kolaylaştırır. Farklı basınçlardaki (atmosferik basınçtan daha yüksek) farklı gazlardaki ark voltajı özelliklerinin, bu gazların aynı konveksiyon ısı transfer katsayılarına sahip olması durumunda aynı olacağı bulunmuştur.
Arttırılmış basınç altında söndürme, PR serisi dolgu maddesi olmayan kapalı kartuş sigortalarda gerçekleştirilir.
Ark üzerindeki elektrodinamik etki. 1 A'nın üzerindeki akımlarda, ark ve bitişik canlı parçalar arasında meydana gelen elektrodinamik kuvvetlerin ark söndürme üzerinde büyük bir etkisi vardır.Ark akımı ile gerilimli kısımlardan geçen akımın oluşturduğu manyetik alanın etkileşimi sonucu olarak düşünmek uygundur. Manyetik alan oluşturmanın en basit yolu, arkın yandığı elektrotları doğru şekilde yerleştirmektir.
Başarılı bir sertleşme için elektrotlar arasındaki mesafenin hareket yönünde kademeli olarak artması gerekir. Düşük akımlarda, ark kenarlarında gecikebileceğinden, hiçbiri, hatta çok küçük adımlar (1 mm yüksekliğinde) istenmez.
Manyetik doldurma. Akım taşıyan parçaların kabul edilebilir kontak çözeltileri kullanılarak uygun şekilde düzenlenmesiyle soğutma elde edilemiyorsa, o zaman çok fazla artmaması için manyetik soğutma denen yöntem kullanılır. Bunu yapmak için gökkuşağının yandığı alanda oluşturun manyetik alan kalıcı bir mıknatıs veya ark söndürme bobini ana devreye seri olarak bağlanan bir elektromıknatıs aracılığıyla.Bazen akım döngüsünün oluşturduğu manyetik alan özel çelik parçalarla güçlendirilir. Manyetik alan arkı istenen yöne yönlendirir.
Seri bağlı bir ark söndürme bobini ile ana devredeki akımın yönündeki bir değişiklik, arkın hareket yönünde bir değişikliğe neden olmaz. Kalıcı bir mıknatıs ile ark, ana devredeki akımın yönüne bağlı olarak farklı yönlerde hareket edecektir. Normalde ark oluğunun tasarımı buna izin vermez. Daha sonra cihaz akımın bir yönünde çalışabilir ki bu önemli bir rahatsızlıktır. Bu, ark bobin tasarımından daha basit, daha kompakt ve daha ucuz olan kalıcı mıknatıs tasarımının ana dezavantajıdır.
Seri bağlı bir bobin kullanarak arkı söndürmenin yolu, en yüksek alan şiddetinin küçük olan kritik akımlarda oluşturulmasıdır. Ark söndürme alanı, elektrodinamik kuvvetler arkı söndürecek kadar önemli hale geldiğinden, yalnızca yüksek akımlarda, onsuz yapmak mümkün olduğunda genişler.
Manyetik susturma, normal atmosferik basınç için tasarlanmış aparatlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. 600 V'a kadar olan gerilimler için otomatik hava anahtarlarında (yüksek hız hariç), ark söndürme bobinleri kullanılmaz, çünkü bunlar öncelikle elle çalıştırılan cihazlardır ve bunlar için yeterince büyük bir temas aralığı oluşturmak kolaydır. Bununla birlikte, genellikle canlı parçaları kaplayan çelik kelepçelerle saha takviyesi kullanılır. Ark söndürme bobinleri tek kutuplu elektromanyetik kontaktörler doğru akım, çünkü çok büyük bir geri çekilen elektromıknatıs kullanmaktan kaçınmak için temas solüsyonu çok azaltılmalıdır.