7/25/2019 Aac Electric 2
1/2
Arcul electric. Amorsare. Proprietati.
Echipamentele de comutatiereprezinta o clasa importanta a
echipamentelor
electrice, avand in principal rolul de a stabili si
intrerupe
conductia in circuitele instalatiilor.
Comutatia circuitelor poate fi dinamica sau statica, dupa
cum
echipamentele de comutatie realizeaza aceasta operatie pe cale
mecanica, prininchiderea si deschiderea unor contacte electrice,
respectiv prin variatia
comandata a unui parametru electric de tip impedanta (in
particular rezistenta),
specifica echipamentelor de comutatie fara contacte.
Deconectarea
dinamica, insotita de amorsarea arcului electric intre contacte,
ridica dificile
probleme de ordin tehnic. In acest caz apare o solicitare
suplimentara, produsa
ca urmare a transferului de energie din coloana arcului spre
componentele
constructive din imediata vecinatate, ceea ce face ca
temperatura acestora sa
creasca rapid, la valori ridicate. Este necesar astfel ca
intreruperea unui circuit
aflat in sarcina sa se obtina prin stingerea definitiva a
arcului electric dedeconectare intr-un timp scurt, inainte ca
acesta sa produca efecte ireversibile,
atat asupra elementelor constructive cu care vine in contact,
cat si asupra
stabilitatii instalatiei din care face parte circuitul care se
deconecteaza.
Deconectarea dinamicaa circuitelor parcurse de curent este
insotita de
amorsarea, intre contactele echipamentului de comutatie, a unui
arc electric,
prin coloana caruia curentul continua sa circule. Arcul electric
de deconectare
reprezinta o descarcare autonoma, prin care spatiul dintre
contacte, in general
electroizolant, devine bun conducator de electricitate,
caracterizat prin
densitate de curent si conductivitate de valori mari,
temperatura inalta, presiune
mai mare decat cea atmosferica si gradient de potential
(intensitate a campului
electric) de valoare redusa.
Tensiunea us, la care se obtine trecerea de la o descarcare
autonoma la una
neautonoma, se numeste tensiune de strapungere si este data de
legea lui
Paschen. onform acesteia, in ipoteza unui camp electric uniform,
stabilit intre
doi electrozi situati la distanta d intr-un mediu gazos aflat la
presiuneap,
tensiunea de strapungere depinde numai de
produsul (pd). Dependenta us(pd) este data prin curbele lui
Paschen, utile in
tehnica echipamentelor de comutatie functionand cu mediu,
izolant si de
stingere a arcului electric, gazos.Aceste curbe, determinate
e!perimental pentrudiferite gaze,
In constructia echipamentelor destinate comutatiei, se urmareste
ca, pentru o
anumita distanta de izolatie, d, impusa, sa se stabileasca
valori de lucru,p, ale
presiunii gazului, astfel incat tensiunea de strapungere, us, sa
rezulte de valori
cat mai mari. In cazul intreruperii curentilor de mare
intensitate (mii de amperi
si mai mult), odata cu diminuarea fortei de apasare in contact,
are loc scaderea
numarului contactelor elementare (puncte de atingere), astfel
incat densitatea
de curent prin suprafata reala de contact creste foarte mult.
Aceasta conduce la
topirea si vaporizarea e!ploziva a ultimelor punti metalice
dintre piesele decontact, intre care se formeaza o plasma de mare
conductivitate. Arcul electric
se considera amorsat intre ramasitele puntilor de contact,
imediat dupa e!plozia
7/25/2019 Aac Electric 2
2/2
acestora si este intretinut pe seama proceselor de ionizare,
produse prin emisie
termoelectronica si prin ciocniri intre particule avand energii
cinetice de valori
mari ca urmare a temperaturii inalte din coloana
arcului.
Distributia tensiunii si a gradientului de potential in lungul
coloanei unui arc
electric cu ardere stationara este reprezentata in "ig.#.$, de
unde rezulta ca, invecinatatea catodului, se produce o variatie
brusca a tensiunii, numita cadere de
tensiune catodica, uK, gradientul de potential corespunzator,EK,
avand valori
mari. In lungul coloanei arcului, tensiunea uC variaza aproape
liniar, incat
gradientul de potential poate fi considerat constant, de valoare
Ea. %a anod se
inregistreaza de asemenea o variatie brusca a tensiunii,
datorita caderii de
tensiune anodice, uA. aderea de tensiune catodica, avand valori
de #&'& ,
poate fi considerata constanta, pentru acelasi mediu si acelasi
material al
electrozilor. aderea de tensiune anodica are valori dependente
de intensitatea
curentuluiprin arc. onform "ig.#.$, tensiunea ua, a arcului
electric, se poatescrie sub forma*
ua=uK+uC+uA;
negli+and caderile de tensiune la electrozi si tinand seama de
caracterul
constant al gradientului de potentialEa, relatia (#.) se poate
aduce la forma
uzuala*ua=Eal,
l fiind lungi mea coloanei tingerea arcului electric, etapa
finala a procesului
de deconectare, se obtine prin deionizarea coloanei acestuia,
care are ca
urmare refacerea
rigiditatii dielectrice a
spatiului dintre
contactele echipamentului
de comutatie..
