Kuidas kustutada elektrikaar elektriseadmetes

Seadme elektriahela katkestamine on seadme lülituskeha ülemineku protsess elektrivoolu juhi olekust mittejuhtivasse (dielektriku) olekusse.

Kaare kustumiseks on vajalik, et deioniseerimisprotsessid ületaksid ionisatsiooniprotsesse. Kaare kustutamiseks on vaja luua tingimused, mille korral pingelang kaarel ületab toiteallika poolt antava pinge.

Sunnitud õhu liikumine

Kaarkustutamine kompressori tekitatud suruõhuvoolus on väga tõhus. Madalpingeseadmetes sellist kustutamist ei kasutata, kuna kaare saab kustutada lihtsamal viisil ilma spetsiaalseid õhupressimise seadmeid kasutamata.

Kaare kustutamiseks, eriti kriitiliste voolude korral (kui tekivad elektrikaare kustutamise tingimused, nimetatakse neid kriitilisteks), kasutatakse sunnitud õhulööki, mille tekitavad liikuva süsteemi osad väljalülitusprotsessi ajal liikumisel.

Kaare kustutamine vedelikus, näiteks trafoõlis, on väga tõhus, kuna elektrikaare kõrgel temperatuuril tekkivad gaasilised õli lagunemissaadused deioniseerivad intensiivselt kaare silindrit. Kui eraldusseadme kontaktid asetatakse õli sisse, põhjustab avamisel tekkinud kaar intensiivse gaasi moodustumise ja õli aurustumise. Kaare ümber moodustub gaasimull, mis koosneb peamiselt vesinikust. Õli kiire lagunemine toob kaasa rõhu tõusu, mis aitab kaasa paremale kaare jahutamisele ja deioniseerimisele. Disaini keerukuse tõttu ei kasutata seda kaare kustutamise meetodit madalpingeseadmetes.

Suurenenud gaasirõhk muudab kaare kustutamise lihtsamaks, kuna see suurendab soojusülekannet. Leiti, et kaare pinge karakteristikud erinevates gaasides erinevatel rõhkudel (kõrgemal kui atmosfäärirõhul) on samad, kui neil gaasidel on samad konvektsioonisoojusülekandetegurid.

Kõrgendatud rõhu all kustutamine toimub suletud padrunkaitsmetes ilma PR-seeria täiteaineta.

Elektrodünaamiline mõju kaarele. Üle 1 A voolu korral mõjutavad kaare ja külgnevate pingestatud osade vahel tekkivad elektrodünaamilised jõud kaare summutamist.Neid on mugav pidada kaarevoolu ja pinge all olevaid osi läbiva voolu tekitatud magnetvälja koosmõju tulemuseks. Lihtsaim viis magnetvälja loomiseks on õigesti asetada elektroodid, mille vahel kaar põleb.

Edukaks kõvenemiseks on vajalik, et elektroodide vaheline kaugus suureneks järk-järgult selle liikumise suunas. Madala voolu korral pole ükski, isegi väga väikesed sammud (1 mm kõrgused) ebasoovitavad, kuna kaar võib nende servas viibida.

Magnetiline täidis. Kui jahutust ei ole võimalik saavutada voolu kandvate osade õige paigutusega, kasutades vastuvõetavaid kontaktlahendusi, siis selleks, et mitte liiga palju suurendada, kasutatakse nn magnetjahutust. Selleks looge piirkonnas, kus vikerkaar põleb magnetväli püsimagneti või elektromagneti abil, mille kaarekustutusmähis on ühendatud jadamisi peaahelaga.Mõnikord võimendub vooluahela tekitatud magnetväli spetsiaalsete terasdetailidega. Magnetväli suunab kaare soovitud suunas.

Jadaühendusega kaare kustutusmähise korral ei kaasne voolu suuna muutumine põhiahelas kaare liikumise suuna muutumist. Püsimagnetiga liigub kaar erinevates suundades sõltuvalt voolu suunast põhiahelas. Tavaliselt kaarrenni konstruktsioon seda ei võimalda. Siis saab seade töötada voolu ühes suunas, mis on märkimisväärne ebamugavus. See on püsimagneti konstruktsiooni peamine puudus, mis on lihtsam, kompaktsem ja odavam kui kaaremähis.

Kaare kustutamise viis järjestikku ühendatud mähise abil on see, et kõrgeim väljatugevus tuleks luua väikeste kriitiliste voolude korral. Kaare kustutusväli muutub suureks ainult suure voolu korral, kui on võimalik ilma selleta hakkama saada, kuna elektrodünaamilised jõud muutuvad kaare väljapuhumiseks piisavalt oluliseks.

Magnetilist vaigistamist kasutatakse laialdaselt normaalse atmosfäärirõhu jaoks mõeldud seadmetes. Kuni 600 V pinge automaatsetes õhulülitites (v.a kiired) ei kasutata kaarekustutusmähiseid, kuna need on peamiselt käsitsi juhitavad seadmed ja nende jaoks on lihtne tekitada piisavalt suurt kontaktivahet. Tihti kasutatakse aga pingestatud osi katvate terasklambritega väljatugevdamist. Kasutatakse kaare kustutuspooli ühepooluselised elektromagnetilised kontaktorid alalisvool, sest kontaktlahendust tuleb palju vähendada, et vältida liiga suure sissetõmbava elektromagneti kasutamist.