Elektrisk lysbue: årsaker og påføringsmetoder

Når du bytter elektriske enheter eller overspenninger i kretsen mellom strømførende deler, kan det oppstå en elektrisk lysbue. Den kan brukes til nyttige teknologiske formål og samtidig være skadelig for utstyr. For tiden har ingeniører utviklet en rekke metoder for å bekjempe og bruke den elektriske lysbuen til nyttige formål. I denne artikkelen vil vi se på hvordan det oppstår, dets implikasjoner og omfanget.

Buedannelse, dens struktur og egenskaper

La oss forestille oss at vi gjennomfører et eksperiment i et laboratorium. Vi har to ledere, for eksempel metallspiker. Vi plasserer dem med en spiss til hverandre på kort avstand og kobler ledningene til en justerbar spenningskilde til neglene. Hvis vi gradvis øker spenningen til strømkilden, vil vi ved en viss verdi av den se gnister, hvoretter det dannes en stabil glød som ligner lyn.

Dermed kan du observere prosessen med dannelsen. Gløden som dannes mellom elektrodene er plasma. Faktisk er dette en elektrisk lysbue eller strømmen av en elektrisk strøm gjennom et gassmedium mellom elektrodene. I figuren nedenfor kan du se dens struktur og strømspenningskarakteristikk:

Og her er de omtrentlige verdiene for temperaturene:

Hvorfor oppstår en elektrisk lysbue?

Alt er veldig enkelt, vurderte vi i artikkelen om elektrisk feltog også i artikkelen om fordeling av ladninger i konduktørenat hvis et ledende legeme (for eksempel en stålspiker) blir introdusert i et elektrisk felt, vil ladninger begynne å samle seg på overflaten. Dessuten, jo mindre bøyeradius av overflaten er, jo mer akkumuleres de. Enkelt sagt samler ladninger seg på spikerspissen.

Luft er gass mellom elektrodene våre. Under påvirkning av et elektrisk felt blir det ionisert. Som et resultat av alt dette oppstår forhold for dannelsen av en elektrisk lysbue.

Spenningen som lysbuen oppstår ved avhenger av det spesifikke miljøet og dets tilstand: trykk, temperatur og andre faktorer.

Interessant: ifølge en versjon kalles dette fenomenet på grunn av sin form. Faktum er at i prosessen med å brenne utslippet, varmes luft eller annen gass som omgir den opp og stiger, som et resultat av at det oppstår en forvrengning av den rettlinjede formen og vi ser en bue eller en bue.

For å tenne lysbuen er det nødvendig enten å overvinne nedbrytningsspenningen til mediet mellom elektrodene, eller å bryte den elektriske kretsen. Hvis det er en stor induktans i kretsen, kan strømmen i den, i henhold til kommuteringslovene, ikke avbrytes umiddelbart, den vil fortsette å flyte. I denne forbindelse vil spenningen mellom de frakoblede kontaktene øke, og lysbuen vil brenne til spenningen forsvinner og energien som er akkumulert i magnetfeltet til induktoren forsvinner.

Tenk på tennings- og forbrenningsforholdene:

Det må være luft eller annen gass mellom elektrodene. For å overvinne nedbrytningsspenningen til mediet kreves en høyspenning på titusenvis av volt - dette avhenger av avstanden mellom elektrodene og andre faktorer. For å opprettholde brenningen av lysbuen er 50-60 volt og en strøm på 10 eller mer ampere nok. De spesifikke verdiene avhenger av miljøet, formen på elektrodene og avstanden mellom dem.

Skade og kjempe mot det

Vi har vurdert årsakene til forekomsten av en elektrisk lysbue, la oss nå finne ut hvilken skade den gjør og hvordan vi slukker den. En lysbue skader bryterutstyret. Har du lagt merke til at hvis du slår på et kraftig elektrisk apparat til nettverket og etter en stund trekker støpselet ut av stikkontakten, oppstår det et lite blink. Denne buen dannes mellom pinnene på støpselet og stikkontakten som et resultat av et avbrudd i den elektriske kretsen.

Viktig! Under brenning av en elektrisk lysbue frigjøres mye varme, forbrenningstemperaturen når verdier på mer enn 3000 grader Celsius. I høyspentkretser når lysbuelengden en meter eller mer. Det er fare for skade på menneskers helse og utstyrets tilstand.

Det samme skjer i lysbrytere, annet koblingsutstyr, inkludert:

• automatiske brytere;
• magnetiske startere;
• kontaktorer og mer.

I enheter som brukes i 0,4 kV-nettverk, inkludert de vanlige 220 V, brukes spesielle beskyttelsesmidler - lysbueslukkingskamre. De er nødvendige for å redusere skaden på kontakter.

Generelt er et lysbueslukkingskammer et sett med ledende skillevegger med en spesiell konfigurasjon og form, festet av vegger av et dielektrisk materiale.

Når kontaktene åpnes, bøyer det dannede plasma seg mot lysbueslukkekammeret, hvor det deles i små seksjoner. Som et resultat blir den avkjølt og slukket.

I høyspentnett brukes olje-, vakuum-, gassbrytere. I oljebryteren skjer dempingen ved å bytte kontaktene i oljebadet. Når en lysbue brenner i olje, brytes den ned til hydrogen og gasser. En gassboble dannes rundt kontaktene, som har en tendens til å unnslippe kammeret med høy hastighet og lysbuen kjøles ned, siden hydrogen har god varmeledningsevne.

Gasser ioniseres ikke i vakuumbrytere og det er ingen betingelser for buedannelse. Det finnes også høytrykksgassfylte brytere. Når en elektrisk lysbue dannes, øker ikke temperaturen i dem, trykket stiger, og på grunn av dette avtar ioniseringen av gasser eller deionisering oppstår. Et lovende område vurderes SF6 effektbrytere.

Null AC-svitsjing er også mulig.

Nyttig applikasjon

Det vurderte fenomenet har funnet en rekke nyttige anvendelser, for eksempel:

1. Belysning. For eksempel lysbueutladningslamper (DRL, xenon og andre typer). Hvis du tilsetter salter av visse metaller til elektrodene, vil fargen på lysbuen endres.
2. Buesveising. Når elektroden berører metalloverflaten, flyter det en høy strøm, som varmer opp metallet. Når du bryter av elektroden kan ikke strømmen avbrytes, de oppvarmede overflatene sender ut elektrodene og det oppstår en lysbue. Når metalloverflatene som skal sveises er smeltet og selve elektroden er smeltet, er det mulig å koble sammen to deler eller kutte dem. Det finnes forskjellige typer sveising, for eksempel ved bruk av elektroder eller gass - karbondioksid eller argon. Den brukes universelt og har gitt et enormt bidrag til bolig- og industribygging.
3. Buesmelting. Den elektriske lysbuen avhenger av de elektriske parameterne til strømkildene, og dermed er det mulig å regulere forbrenningen. På grunn av den høye temperaturen kan et stort antall metaller smeltes.

Til slutt anbefaler vi å se en nyttig video om emnet for artikkelen:

Nå vet du hva en elektrisk lysbue er, hva er årsakene til dette fenomenet og mulige bruksområder. Vi håper informasjonen som ble gitt var tydelig og nyttig for deg!

Relatert materiale:

• Årsaker til kortslutning
• Sveisekabel
• Sveisetråder i koblingsboks