Električni luk - Ovo je električno pražnjenje u gasovima. Sam plin je izolator, nema trenutnih nosača. Kada se veliki broj električno nabijenih čestica u plinu nalazi u plinu - besplatni elektroni s negativnim markama za punjenje i pozitivno i negativno nabijene plinove ioničari.

Nakon kontakta na kraju elektrode s glavnim metalom, odlikuje se velika količina topline, kao rezultat ubrzavanja kretanja besplatnih elektrona.

Kad se elektroda odvoji od osnovnog metala u međusobnom razmaku, elektroni su suočeni s neutralnim plinskim atomima i ioniziraju ih, i.e. Podijelite na ionima s različitim znakovima optužbi. Kao rezultat toga, plin postaje električno provodljiv. Vrste emisije (izlaz) elektrona sa kraja kraj elektrode:

• termoelektronska emisija;
• auto elektronička emisija;
• fotoelektronska emisija;
• emisije elektrona zbog teških jonskih tokova.

Procesi formiranja (jonizacija) slobodnih elektrona i jona u količini neutralnog plina električnog luka utječe stabilno paljenje luka. Razmislite o vrstama ionizacije u električnom pražnu.

Jonizacija sudara. Pokret elektrona vrlo se ubrzava pod djelovanjem električnog polja u regiji katode. Sastaju se na putu neutralni atomi gasova, udaraju ih i kucaju elektrone. Grijanje jonizacija (toplotna ionizacija). Formiranje jona u plinskom medija uočeno je na temperaturama iznad 1750 ° C. Ionizacija grijanja teče kroz neelastične sudare čestica plina s velikim rubom kinetičke energije. Jonizacija zračenja (fotoionizacija). U ovom slučaju, ionizacija plinova u električnom luku uzrokuje učinak na plinski jaz energije svjetlosnog zračenja. Ionizacija će se pojaviti ako će energija svjetlosne kvante premašiti energiju potrebnu za ioniziranje čestica plina.

Nekretnine za zavarivanje luka

Paljenje za zavarivanje luka počinje iz trenutka dodira elektrodom zavarenog metala, I.E. Sa kratkim spojem.

Na slici. 1 prikazuje redoslijed procesa tokom paljenja luka zavarivanja.

Od kraja elektrode i površine zavarenog metala imaju nepravilnosti, kontakt između njih s kratkim spojnim krugom javlja se na odabranim tačkama (Sl. 1A).

Sl.1. Sredstva za zavarivanje paljenja za paljenje
Kratki spoj; B - formiranje skakača iz tečnog metala; u - pojavu luka

Stoga trenutna gustoća na tačkima kontakta doseže velike vrijednosti, metal se trenutno rastopi, formira skakač iz tečnog metala između elektrode i zavarenog metala (Sl. 1B).

Kada se elektroda ukloni s metalne površine do neke dužine, nazvanu dužinom luka L, tečni skakač se proteže s padom odjeljka, a zatim u vrijeme dostizanja metalnog skakača isparava i skakač isparava i skakač pauze (Sl. 1b).

Formiran je jaz za pražnjenje, koji je napunjen napunjenim česticama metalnih isparenja, elektroda i gasovi za premazivanje. Dakle, pojavi se luk zavarivanje, što je užareni stup grijanog plina koji se sastoji od elektrona, jona i neutralnih atoma.

Ovo stanje plina naziva se plazmom, što je električno neutralno, jer je to broj pozitivnih i negativnih čestica jednako.

Temperatura kolumni stupca je veća od temperature ključačke tačke metala i proizvoda, a kraj elektrode i proizvoda su odvojeni od lučnog stupca, nazvanim atekserskim slojevima luk, (Sl. 2).

Sl. 2. Shema za zavarivanje luka.
1 - Elektrode; 2 - katodna mrlja; 3 - Katodna regija; 4 - ARC post; 5 - anodično područje; 6 - anodična tačka; 7 - zavarivačka kupaonica; 8 - zavareni predmet.

U regiji katode 3 sa katodne tačke 2 postoji emisija elektrona u lučni post 4, gdje ioniziraju neutralne atome.

U katodnoj regiji značajan dio lučnog napona koncentriran je na dužinu milimetra, koji se naziva kapljicom katode i doseže 10 ... 16 V.

U regiji anode 5 u blizini anode spot 6 nalazi se oštar pad napona u dužini slobodne kilometraže elektrona. Ovaj pad napona naziva se padom anodnog napona, čija vrijednost iznosi 6 ... 8 V. U ovom dijelu, elektroni oštro povećavaju brzinu svog kretanja i neutralizirani na anodnoj tački. Anoda prima energiju od luka u obliku protoka elektrona i toplotnog zračenja, tako da je temperatura anodne regije iznad temperature katodne regije, a na anodi se oslobađa velika količina katode, a na anodi se pušta velika količina toplote.

Prilikom zavarivanja na direktnoj struji izravne polaritet, temperatura u različitim zonama zavarivanja ARC-a:

• usred luknog kolona - oko 6000 ° C;
• u anodnoj regiji - 2600 ° C;
• u katodnoj regiji - 2400 ° C;
• u zavarivanju - 1700 ... 2000 ° C.

Sa naizmjeničnim strujnim zavarivanjem, topline distribucija luka i temperaturom u katodi i anodnim površinama je približno ista (katoda na elektrodi).

Uvođenje

Metode za gašenje električnog luka ... Tema je relevantna i zanimljiva. Dakle, krenimo. Postavljamo pitanja: šta je električni luk? Kako kontrolirati? Koji se procesi javljaju u svom obrazovanju? Od čega je to? I kako izgleda.

Šta je električni luk?

Električni luk (Voltov Arc, ARC pražnjenje) - Fizički fenomen, jedna od vrsta električnog pražnjenja u plinu. Prvi put su u 1802. godine opisali ruski naučnici V.V. Petrov.

Električni luk To je poseban slučaj četvrtog oblika stanja materije - plazma - i sastoji se od joniziranog, električnog kvazi većeg plina. Prisutnost besplatnih električnih naboja pruža provodljivost električnog luka.

Obrazovanje i luk nekretnine

Uz povećanje napona između dvije elektrode do određenog nivoa u zraku između elektroda, dolazi do električnog prekida. Napon električnog kvara ovisi o udaljenosti između elektroda itd. Često će pokrenuti kvar sa postojećim naponom, elektrode su se međusobno dovele. Tijekom raspada između elektroda obično se pojavljuje iskra za iskra, električni krug pulsiranog zatvaranja.

Elektroni u praznim ispuštanjima ionize molekula u zračnom jazu između elektroda. Sa dovoljnom snagom izvora napona, u zračnom razboru formira se dovoljna plazma, tako da je raširač (ili otpornost na interval zraka) značajno opao na ovom mjestu. U ovom slučaju Ispuštanje iskrica pretvara se u lučni pražnjenje - plazma kabel između elektroda, koji je plazma tunel. Ovaj luk je u osnovi dirigent i zatvara električni krug između elektroda, prosječna struja povećava još više zagrijavanje luk na 5000-50000 K. Smatra se da je prigovor luka završeno.

Interakcija elektroda sa lučnim plazmom dovodi do njihovog grijanja, djelomičnog topljenja, isparavanja, oksidacije i drugih vrsta korozije. Električni zavarivački luk snažan je električno pražnjenje koje teče u plinskom okruženju. Ispuštanje luka karakterizira dvije glavne karakteristike: raspodjelu značajne količine topline i jak svjetlosni učinak. Temperatura običnog zavarivačkog luka iznosi oko 6000 ° C.

Svjetlost luka je zasljepljuje svijetle i koristi se u raznim rasvjetnim uređajima. Luk zrači veliki broj vidljivih i nevidljivih termičkih (infracrvenih) i hemijskih (ultraljubičastih) zraka. Nevidljivi zraci uzrokuju upalu očiju i spali kožu osobe, pa zavarivači i kombinezoni primjenjuju se za zaštitu od njih.

Upotreba luka

Ovisno o mediju u kojem se pojavljuje pražnjenje luka, sljedeći lukovi za zavarivanje razlikuju se:

1. Otvorite luk. Svjetla u zraku. Sastav plinske površine lučnog područja je zrak sa dodatkom pare zavarenog metala, materijala elektroda i prevlaka elektrode.

2. Zatvoreni luk. Svjetla ispod sloja fluksa. Sastav plinskog okruženja lučne zone je par osnovnog metala, materijal elektrode i zaštitnog toka.

3. Luk s opskrbom zaštitnim gasovima. Luk se poslužuje. Pritisak raznih gasova - helijum, argona, ugljični dioksid, vodonik, lagana gasa i razne plinske smeše. Sastav plinskog medija u lučnoj zoni je atmosfera zaštitnog plina, par materijala elektrode i osnovnog metala.

Power ARC može se koristiti iz izravnih ili naizmjeničnih izvora struje. U slučaju moći, izravna struja se odlikuje ravnopravnim polaritetnim lukom (minus napajanje na elektrodi, plus - na glavnom metalu) i reverznu polaritetu (minus na glavnom metalu, plus na elektrodi). Ovisno o materijalu lučnih elektroda, razlikuje se s negativim (metalnim) i neobrađenim (ugljem, volfram, keramikom itd.) Elektrode.

Kada zavarivanje luka može biti direktno djelovanje (glavni metal uključen je u električni krug luka) i indirektno djelovanje (glavni metal ne sudjeluje u električnom krugu luka). Luk indirektne akcije primjenjuje se relativno malo.

Trenutna gustina u luku zavarivanje može biti drugačija. Korištene lukove sa normalnom tekućom - 10--20 A / MM2 (obični ručni zavarivanje, zavarivanje u nekim zaštitnim gasovima) i sa visokom gustoćom struje - 80--120 A / mm2 i više (automatski, poluautomatski zavarivanje pod fluexom , U okruženju zaštitnih gasova).

Pojava lučnog pražnjenja moguća je samo kada će plinski pol između elektrode i glavnog metala biti joniziran, i.e. će sadržavati jone i elektrone. To se postiže činjenicom da se odgovarajuća energija izviještena na molekulu plina ili atoma, nazvanim jonizacijskim energijom, kao rezultat kojih se elektroni razlikuju od atoma i molekula. Zračni za pražnjenje zrakoplova može predstavljati plinski provodnik električne struje koji ima kružni cilindrični oblik. Postoji luk od tri oblasti - katodanski kraj, lučni stub, anodično područje.

Tijekom izgaranja luka na elektrodi i glavnim metalom se primijećuju aktivne mrlje, koje su grijane površine na površini elektrode i osnovnog metala; Kroz ove spotove prolazi cjelokupnu struju luka. Na katodi se mrlja naziva katodom, na anodi - anodično. Presjek srednjeg dijela arc stupca pomalo je veći od veličine katodnih i anodnih mjesta. Njegova veličina ovisi o veličini aktivnih mrlja.

Napon luka varira ovisno o gustoći trenutno. Ova ovisnost prikazana grafički naziva se statička karakteristika luka. Sa malim vrijednostima tekuće gustoće, statička karakteristika ima pad karaktera, odnosno napon luka se smanjuje kako se trenutna povećava. To je zbog činjenice da se povećanjem struje, područje presjeka križnog dijela lukova i električne provodljivosti povećava, te trenutnu gustinu i potencijalni gradijent u smanjenju stupca luka. Veličina katodnih i anodnih kapi lučnih napona ne mijenja se iz trenutne vrijednosti i ovisi o materijalu elektrode, glavnog metala, plinskog okruženja i tlakom plina u području luka.

Sa gustoćom zavarivačkog luka konvencionalnih načina korištenih tokom ručnog zavarivanja, napon luka ne ovisi o vrijednosti struje, jer se područje presjeka kolumnog stupca povećava srazmjerno i električnoj provodljivosti varira vrlo malo, a trenutna gustina u kolumni kolumni gotovo ostaje konstantna. U ovom slučaju, veličina katodnih i anodnih kapi stresa ostaje nepromijenjena. U luku visoke gustoće trenutne tekućine, uz povećanje trenutne sile, katodastom spotovima i presjek stupca ARC ne mogu se povećavati, iako se trenutna gustina povećava srazmjernoj snazi \u200b\u200bstruje. U ovom slučaju temperatura i električna provodljivost lučnog stupca pomalo su rast.

Napon električnog polja i potencijalni stupac ARC povećat će se s povećanjem trenutne sile. Katodni pad napona povećava se, kao rezultat toga što će se statička karakteristika povećati, I.E., lučni napon povećat će se povećanje struje luka. Sve veća statička karakteristika je karakteristika luka visoke gustoće u raznim gasnim medijima. Statičke karakteristike odnose se na uspostavljeno stacionarno stanje luka s nepromijenjenim dužinom.

Stabilan proces paljenja luka tokom zavarivanja može se pojaviti kada su ispunjeni specifični uvjeti. Brojni faktori utječu na stabilnost procesa paljenja luka; Pravo hod napon izvora struje, struje, vrijednost struje, polaritet, prisutnost induktivnosti u krugu luka, prisustvo kontejnera, frekvencije struje itd.

Doprinosite poboljšanju stabilnosti luka. Povećana struja, praznog napajanja napajanjem, uključivanje induktivnosti u lučni lanac, povećavajući trenutnu frekvenciju (s varijabilnom strujom) i niz drugih uvjeta. Stabilnost se takođe može značajno poboljšati primjenom posebnih slojeva elektroda, fluksa, zaštitnih gasova i brojnih drugih tehnoloških faktora.

skupljanje električnog lučnog zavarivanja

1802. godine, ruski fizičar VASIJ Vladimirovič Petrov (1761-1834) utvrdio je da ako pričvrstite dva komada drvenog uglja na stupove velike električne baterije i dovodeći ugljiko za kontakt, blago pomaknuti ih, tada se formira svijetli plamen Između krajeva uglja, a sami krajevi ugljiko se brzo rasprodaje, emitiraju zasljepljujuće svjetlo (električni luk). Ovaj fenomen sedam godina kasnije, samostalno je promatrao engleski hemičar Davyja, koji je ponudio u čast A. Volta da pozove ovaj luk "Volta".

Na slici. 159 prikazuje najjednostavniji način za proizvodnju električnog luka. U regulatornom stativu su fiksni dva ugljena, što je bolje ne običan ugljen, a posebno proizvedene šipke dobivene pritiskom na mješavinu grafita, čađe i veziva (lukovi). Trenutni izvor može biti rasvjetna mreža. Da se u vrijeme spajanja uglja, kratki spoj nije ispala, u skladu s lukom treba da sadrži maloprodaju.

Sl. 159. Instalacija za proizvodnju električnog luka: 1 i 2 - Elektrode uglja

Obično se rasvjetna mreža napaja promjenjivom smjerom. ARC je, međutim, stabilan, ako se kroz njega prođe stalni smjer, tako da je jedna od njegovih elektroda stalno pozitivno (anoda), a druga negativna (katoda). Fotografija valjanih elektroda Ova luka prikazana je na slici. 160. Između elektroda je podijeljeno plinsko mjesto, dobro provodljiva električna energija. U običnim lukovima ovaj stup emitira znatno manji od svjetlosti, a ne vrući uglovi, a samim tim nije vidljiv na fotografiji. Pozitivan ugljen koji ima veću temperaturu gori brže od negativnog. Zbog snažnog sublimacije uglja na njemu se formira udubljenje - pozitivan krater, koji je najtopliji dio elektroda. Temperatura kratera u zraku na atmosferskom pritisku dostiže 4000 ° C.

Sl. 160. Električne lučne elektrode (foto)

98.1. U lučnim svjetiljkama, posebni regulatori koriste se - časni mehanizmi, donoseći satove s ugljem sa svojim izgaranjem. Međutim, debljina pozitivnog uglja uvijek je veća od negativnog. Zašto to učiniti?

Luk može izgarati između metalnih elektroda (željeza, bakra itd.). Istovremeno, elektrode se tope i brzo ispare, za koje se troši puno topline. Stoga je temperatura kraterove elektrode obično niža od uglja (2000-2500 ° C).

Prisiljavanje sagorijevanje luka između električnih ugljenih elektroda u komprimiranom plinu (oko 20 bankomata) bilo je moguće donijeti temperaturu pozitivnog kratera na 5900 ° C, odnosno na temperaturu sunčeve površine. Istovremeno je opažen topljenje uglja. Još veća temperatura ima stup plinova i pare kroz koje električno pražnjenje ide. Energično bombardiranje ovih gasova i pare sa elektronima i jonima, prilagođen električnim poljem luka, dovodi temperaturu plina u postu do 6000-7000 ° C. Stoga se u koloni luku rastopiju i Navedeno u parovima, a mogući su mnoge hemijske reakcije, što nije moguće, što ne idu na nižim temperaturama. Nije teško, na primjer, topljena u vatrostalnim porculanskim štapovima od plamena.

Za održavanje lučnog pražnjenja potrebno je mali napon: luk je dobro osvijetljen napon na svojim elektrode 40-45 V. Trenutno u luku je prilično značajno. Dakle, na primjer, čak i u malom luku, u eksperimentu prikazanom na slici. 159, postoji trenutna oko 5 A, a u velikim lukovima koji se koriste u industriji, struja doseže stotine ampera. To pokazuje da je otpor luka mali; Slijedom toga, i užareni plinski stup dobro je provodi električnom strujom.

98.2. Arc lampica zahtijeva struju od 300 a na naponu na ugljem 60 V. Koju količinu topline ističe u takvom luku po 1 min? Koji je otpor takvog luka?

Takva jaka ionizacija plina moguća je samo zbog činjenice da katoda luka emituje puno elektrona, koji sa svojim udarcima ionizetog plina u prostor za pražnjenje. Snažna elektronska emisija iz katode osigurava se činjenicom da se sama katoda luk daje na vrlo visoku temperaturu (od 2200 do 3500 ° C, ovisno o materijalu). Kada, za paljenje luka prvo donosimo ugljen u kontakt, a zatim u mestu kontakta sa vrlo velikim otporom, gotovo sve Jowlezo istaknuto je toplinom koja prolaze kroz zrak, a prolazeći kroz zrak (§ 59). Stoga se krajevi uglja uvelike zagrijavaju, a to je dovoljno da se osigura da je luk bljesnuo između njih između njih. Ubuduće, katoda luka održava se u samom mračnom stanju koja prolazi kroz luk. Glavna uloga u ovoj predstavi katode bombardiranje padajućih iona na njemu.

Voltamper karakterističan za luk, I.E. Zavisnost između trenutne snage u luku i napon između njegovih elektroda potpuno je osebujna. Do sada smo se sreli sa dva oblika takve ovisnosti: u metalima i elektrolitama, trenutna povećava proporcionalnu naponu (OHMA zakon), sa neupadljivom provodljivošću plinova, a struja se u početku povećava u porastu napona, A onda dostiže zasićenje i ne ovisi o naponu. U lučnom pražnjenju, s povećanjem struje, napon na luknim kopčima se smanjuje. Kaže se da luk ima karakteristiku padajućeg volparta.

Dakle, u slučaju lučnog pražnjenja, povećanje struje dovodi do smanjenja otpornosti na jaz u luku i smanjenju napona na njemu. Zato, kako bi luk neprestano izgorio, potrebno je dosljedno uključiti s njim maloprodajno (Sl. 159) ili drugi takozvani otpor balasta.

Predavanje 5.

Električni luk

Pojava i fizički procesi u električnom luku. Otvaranje električnog kruga sa značajnim strujama i naponima prati se električnim pražnjenjem između različitih kontakata. Interval zraka između kontakata je joniziran i postaje provodljiv, luk gori u njemu. Proces isključivanja sastoji se u deioniziranju intervala zraka između kontakata, I.E., u prestanku električnog pražnjenja i obnavljanju dielektričnih svojstava. Pod posebnim uvjetima: male struje i naponi, razbijaju izmjenični krug u vrijeme trenutne tranzicije putem nule, mogu se pojaviti bez električnog pražnjenja. Ovo isključivanje se naziva awky jap.

Zavisnost pad napona na praznini iz pražnjenja iz struje električnog pražnjenja u plinovima prikazana je na slici. jedan.

Električni luk prati visoka temperatura. Stoga je luk fenomen ne samo električni, već i termalni. U normalnim uvjetima zrak je dobar izolator. Za kvar 1cm zračnog jaza zahtijeva napon od 30kV. Da bi se zračni jaz postao dirigent, potrebno je stvoriti određenu koncentraciju nabijenih čestica u njemu: besplatne elektrone i pozitivne ioni. Postupak odvajanja od neutralne čestice elektrona i formiranje besplatnih elektrona i pozitivno napunjenih jona jonizacija. Ionizacija gasa javlja se pod djelovanjem visoke temperature i električnog polja. Za ARC procese na električnim uređajima, procesi u elektrode (termoelektronički i autoelektronski emisiji) i procesi u intervalu luka (toplotna i udaraljka) su najvažniji.

Termoelektronska emisija Naziva se emisija elektrona sa valjane površine. Pri kontaktiranju kontakata, prijelazni kontaktni otpor i trenutnu gustinu u kontaktu naglo se povećavaju. Platforma se zagrijava, rastopljena i kontakt se formira kontakt od rastopljenog metala. Iskustva sa daljnjim odstupanjima kontakata su raščlanjene, a metal kontakata ispariva se. Na negativnom elektrodu formira se vruća tačka (katodna tačka) koja služi kao osnova luka i fokusiranja elektrona zračenja. Termoelektronska emisija je uzrok električnog luka prilikom otvaranja kontakata. Gustina struje termoelektronske emisije ovisi o temperaturi i materijalu elektrode.

Auto-elektronska emisija Naziva se fenomen emitiranja elektrona iz katode pod utjecajem snažnog električnog polja. Tijekom otvorenih kontakata primjenjuje se mrežni napon. Pri kontaktiranju kontakata, snaga električnog polja između kontakata povećava se kao pokretni kontakti. Na kritičnoj udaljenosti između kontakata, snaga polja doseže 1000 kV / mm. Ova snaga električne polje je dovoljna za razbijanje elektrona iz hladne katode. Struja auto-elektronske emisije mala je samo početkom pražnjenja luka.

Stoga se pojava lučnog pražnjenja na različite kontakte objašnjava prisustvom termoelektronske i auto-elektronske emisije. Pojava električnog luka prilikom kontaktiranja kontakata nastaje zbog auto-elektronske emisije.

Šok jonizacija Naziva se pojavom besplatnih elektrona i pozitivnih jona u sudaru elektrona sa neutralnom česticom. Besplatni elektron razbija neutralnu česticu. Rezultat je novi besplatni elektron i pozitivan ion. Novi elektron, zauzvrat, ionizira sljedeću česticu. Dakle, da elektron može ionizirati pansitu na plin, mora se kretati na određenoj brzini. Brzina elektrona ovisi o razlici u potencijalima u dužini slobodne trke. Stoga je obično ukaziva na brzinu pokreta elektrona, već minimalna potencijalna razlika u dužini slobodnog puta tako da elektron stječe potrebnu brzinu. Ova potencijalna razlika naziva se ionizacijski potencijal. Potencijal za plinsku mješavinu određuje se najnižim od po potencijala jonizacije komponenti uključenih u plinsku smjesu i malo ovisi o koncentraciji komponenti. Potencijal za plin Ionizaciju je 13 ÷ 16V (azot, kisik, vodonik), za metalnu paru, oko dva puta niža: 7,7 V za bakrenu paru.

Toplotna ionizacija Javlja se pod uticajem visoke temperature. Temperatura lučne barele doseže 4000 ÷ 7000 k, a ponekad i 15.000 K. na takvoj temperaturi, broj i brzina pokretnih čestica plina naglo se povećavaju. U sudaru su atomi i molekuli uništeni, formiraju nabijene čestice. Glavna karakteristika toplotne ionizacije je stupanj jonizacije, što je omjer broja joniziranih atoma na ukupni broj atoma u intervalu luka. Održavanje lučnog pražnjenja koje se pojavilo s dovoljnim brojem besplatnih troškova osigurava se termičkim ionizacijom.

Istovremeno sa procesima ionizacije u luku pojavljuju se u stražnjim procesima deionizacija - ponovno spajanje nabijenih čestica i formiranje neutralnih molekula. U pojavljivanju luka prevladavaju procesi jonizacije, u stalnom izgaranju luka, procesi jonizacije i deionizacije su podjednako intenzivni, s prevladavanjem procesa deionizacije luka izlazi van.

Deonizacija se događa uglavnom zbog rekombinacije i difuzije. Rekombinacija Poziva se proces u kojem se različito napunjene čestice, ulaze u kontakt, formiraju neutralne čestice. Difuzija Naplaćene čestice proces su uklanjanja nabijenih čestica iz lučnog jaza u okolni prostor, što smanjuje provodljivost luka. Difuzija je zbog električnih i termičkih faktora. Gustina optužbi u bačvi luka povećava se od periferije do centra. S obzirom na to, kreira se električno polje, prisiljavajući ioni da se presele iz centra na periferiju i napuštaju područje luka. U istom smjeru važi razlika u temperaturi luka i okolnog prostora također je valjana. U stabiliziranoj i slobodno gori luk, difuzija igra beznačajnu ulogu. U luku, komprimirani zrak, kao i u brzom pokretnom otvorenom luku, deionizacija zbog difuzije može biti blizu rekombinacije. U luku sagorijevanje u uskim jaz ili zatvorenoj komori, deionizacija se događa zbog rekombinacije.

Pad napona na električnom luku

Pad napona duž stacionarnog luka neravnomjerno se distribuira. Promjene pada napona U. d. i uzdužni nagib napetosti (pad napona po luku dužine) E. d. Duž luka je prikazano na Sl. 2.

Challenge karakteristike U. d. i E. d. U regijama za atekciju razlikuje se na snažno od karakteristika na ostatku luka. U elektrode su u katodnim i prodajnim regijama, u intervalu reda 10 -3 mm, nalazi se oštar pad napona, nazvan caddling U. do i provijati U. ali . U stvoren Region se formira nedostatkom elektrona zbog velike mobilnosti. Na ovom području formira se volumetrijski pozitivni naboj, što uzrokuje razliku u potencijalima U. do , Otprilike 10 ÷ 20V. Snaga polja u ceremoničkoj regiji doseže 10 5 V / CM i pruža elektronski izlaz iz katode zbog auto-elektronske emisije. Pored toga, katodni napon osigurava oslobađanje potrebne energije za izliječenje katode i osigurati termoelektronsko emisiju.

Sl. 2. Raspodjela napona na stacionarni DC luk

U prianiran Regija se formira negativnim volumetrijskim nabojem, što uzrokuje razliku u potencijalima U. ali . Vodič za elektrografije za anodu, ubrzavaju i nokautiraju sekundarne elektrone iz anode, koji postoje u blizini anode.

Ukupna vrijednost neaktivnih i kvatonskih kapi stresa naziva se padom sitelektivnih napona:
i je 20-30V.

U ostatku luka naziva se luk bar, pad napona U. d. Direktno proporcionalno dužini luka:

,

gde E. Umjetnost - uzdužni nagib napetosti u bačvi luk, l. Umjetnost - Dužina lučne barele.

Gradijent je ovdje konstantan duž cijev. To ovisi o mnogim faktorima i može se široko varirati, dostižući 100 ÷ 200 V / cm.

Dakle, pad napona na ARC jaz:

Stabilnost električnog DC luka

Za extivkelectric DC ARC, potrebno je stvoriti uvjete pod kojima procesi deionizacije prelaze procese jonizacije na svim trenutnim vrijednostima.

Za lanac (Sl. 3) koji sadrže otpor R., induktivnost L., luk jaz sa padom napona U. d. , DC izvorni napon U., u tranziciji ( ) Kirchhoff jednadžba je tačna: , (1) gde - Pad napona na induktivnosti prilikom promjene struje. Sa stabilnim izgaranjem luka (stacionarno stanje ) Izraz (1) uzima obrazac: . (2) Da bi izvukli luk, potrebno je da se trenutna u onome smanjuje stalno. To znači da :

Prilikom rada električnog kruga pojavljuje se električni ispis u obliku električni luk.Za izgled električnog luka dovoljno je da napon na kontaktima nalazi se iznad 10 V u struji u krugu od oko 0.1a i više. Sa značajnim stresovima i struji, temperatura unutar luka može dostići 3 - 15 hiljada ° C, kao rezultat kojih se mogu montirati kontakti i dijelovi za nošenje struje.

Na 110 kV napona i iznad dužine luka može dostići nekoliko metara. Stoga je električni luk, posebno u moćnim krugovima snage, na naponu iznad 1 kV veći je opasnost, iako ozbiljne posljedice mogu biti u postavkama napona ispod 1 kV. Kao rezultat toga, električni luk mora biti ograničen što je više moguće i brzo otplatu u naponskim krugovima i iznad i ispod 1 kV.

Proces formiranja električnog luka može se pojednostaviti na sljedeći način. Pri kontaktiranju kontakata, kontaktni pritisak i odgovarajuća kontaktna površina smanjuju se, povećavaju (tekuću gustoću i temperaturu - lokalno (u zasebnim područjima kontakta) pregrijavanje, što dodatno doprinosi termoelektroničkoj emisiji, kada se brzina kretanja elektrona povećava Visoka temperatura i oni bježe na površinske površine.

U vrijeme kontakata nalazi se prekid lanca, napon se brzo vraća na kontakt GAP-u. Budući da postoji mala udaljenost između kontakata, postoje visoke tenzije, pod utjecajem na koji su elektroni razbijeni iz površine elektrode. Oni ubrzavaju u električnom polju i kada su pogodili neutralni atom, dajte mu svoju kinetičku energiju. Ako je ta energija dovoljna da se barem jedan elektron s ljuske neutralnog atoma, tada se pojavljuje proces jonizacije.

Formirani besplatni elektroni i ioni čine plazmu lučne barele, odnosno ionizirani kanal u kojem se osigurava luk i kontinuirano kretanje čestica. Istovremeno, negativno nabijene čestice, prvenstveno elektroni, kreću se u jednom smjeru (na anodu), a atomi i molekuli plinova, lišeni jedan ili više elektrona, pozitivno su nabijene čestice u suprotnom smjeru (do katode) . Provodljivost u plazmi je blizu provodljivosti metala.

U bačvi luk prelazi visoku struju i stvara se visoka temperatura. Ova temperatura lučne bačve dovodi do termoionizacije - proces formiranja jona zahvaljujući utjecaju molekula i atoma visokim kinetičkim energijom pri velikim brzinama svog pokreta (molekule i atomi srednjeg, gdje se luk gori, raspadaju se, dezintegrira elektroni i pozitivno napunjeni ioni). Intenzivna termoionizacija podržava visoku provodljivost plazme. Stoga je pad napona u dužini luka mali.

U električnom luku dva procesa kontinuirano protoku: Pored ionizacije, deionizacija atoma i molekula. Potonji se javlja uglavnom difuzijom, odnosno prijenos naplaćenih čestica u okoliš i rekombinaciju elektrona i pozitivno nabijenih jona, koji se ujedini u neutralnim česticama utrošenom na njihov propad. U ovom slučaju, toplotni sudoper dolazi u okolišu.

Dakle, mogu se razlikovati tri faze procesa: paljenje luka, kada je zbog utjecaja ionizacije i emisije elektrona iz katode, počne lukovi i intenzitet ionizacije veći od deionizacije, održivog paljenja luka, podržane termoionizacijom u lučnom bačvu kada je intenzitet jonizacije i deionizacije isti, stanovništvo luka kada je intenzitet deionizacije veći od ionizacije.

Metode berbe luka u prebacivanju električnih uređaja

Da biste onemogućili elemente električnog kruga i isključuju oštećenja na prebacivanju mašine, potrebno je ne samo da otvorite njegove kontakte, već i da se platite luk koji se pojavljuju između njih. Procesi berbe luka, kao i paljenje, s varijabilnom i stalnom strujom različite su. To se određuje činjenicom da u prvom slučaju, trenutna u luku svaka poluvrijeme prolazi kroz nulu. Tijekom ovih trenutaka oslobađanje energije u luku zaustavlja se i luk svaki put kada spontano izlazi, a zatim se ponovo svijetli.

Skoro struja u luku postaje bliska nula neznatno ranije od prijelaza kroz nulu, jer se trenutna smanjuje, energija nastala u luku smanjuje se, respektivno, temperatura luka je smanjena i termoionizacija prestaje. Istovremeno, proces deionizacije intenzivno je u toku u jaz u luku. Ako se u trenutku razbija i brzo uzgajaju kontakte, tada se naknadni električni kvar možda neće dogoditi i lanac će biti onemogućen bez luka. Međutim, izuzetno je teško učiniti izuzetno teškim, pa usvojite posebne mjere ubrzane lučne skupnjenja, pružajući hlađenje lučnog prostora i smanjite broj nabijenih čestica.

Kao rezultat deionizacije, električna čvrstoća jaza postepeno se povećava i istovremeno regenerirajuće napon raste na njemu. Iz omjera tih vrijednosti i ovisi, da li će se period luka okrenuti na sljedeću polovinu ili ne. Ako se električna snaga jaza brže povećava i pokaže se da bude veća od regeneriranog napona, luk više neće osvijetliti, u protivnom će se osigurati održivo sagorijevanje luka. Prvi uvjet i određuje zadatak žetve luka.

U sklopnim uređajima koristite različite načine žetve luka.

Proširenje luka

Pri kontaktiranju kontakata u procesu isključivanja električnog kruga, pojavio se luk ispružen. U isto vrijeme poboljšani su uvjeti za hlađenje luka, jer se njegova površina povećava i potrebno je više napona za paljenje.

Podjela dugačkog luka na brojne kratke lukove

Ako je luk formiran tijekom otvaranja kontakata podijeljen u kratke lukove, na primjer, zatezanje u metalnu rešetku, izlazit će. Luk se obično zateže u metalnu rešetku pod utjecajem elektromagnetskog polja, nošen u rešetkama sa pločicama Vortex strujama. Ova metoda berbe luka široko se koristi u preklopnim uređajima na napon ispod 1 kV, posebno u automatskim prekidačima zraka.

Hlađenje luka u uskim slotovima

Omogućena je lučna berba u malom zapreminu. Stoga se široko korištene opsežne ćelije uz uzdužne proreze (osovina takve proreze poklapa se prema osi lučne barele). Takav je jaz obično formiran u kamerama iz izolacijskog materijala otpornog na luk. Zbog kontakta luka sa hladnim površinama dolazi do intenzivnog hlađenja, difuzija nabijenih čestica u okoliš i, u skladu s tim, brzom deonizacijom.

Pored proreza sa ravnim paralelnim zidovima, pukotine se koriste i sa rebrima, izbočenjima, proširenjima (džepovima). Sve to dovodi do deformacije lučne barele i doprinosi povećanju područja kontakta sa hladnim zidovima komore.

Crtež luka u uski proreze obično se javlja pod djelovanjem magnetnog polja koji djeluje s lukom, koji se može smatrati dirigentima sa trenutnim.

Vanjske lukove se najčešće pružaju na štetu zavojnice, uključujući dosljedno sa kontaktima između kojih se događa luk. Arc Berba u uskim utorima koristi se na uređajima za sve napone.

Arc visokog pritiska

Na konstantnoj temperaturi stupanj plinske ionizacije padne s sve većim pritiskom, dok se toplotna provodljivost plina povećava. Sve ostale stvari su jednake uvjeti, to dovodi do poboljšanog hlađenja luka. Skupljanje luka uz pomoć visokog pritiska generiran samim lučnim lukom u čvrsto zatvorenim kamerama, široko se koristi u osiguračima i brojnim drugim uređajima.

Arc berba u ulju

Ako se postavi u ulje, luk koji nastaje tokom njihovog otvaranja dovodi do intenzivnog isparavanja nafte. Kao rezultat toga, širok balon za plin (školjka) formira se oko luka, koji se sastoji uglavnom od vodonika (70 ... 80%), kao i vodenu paru. Otpušteni gasovi velike brzine prodire se u zoni lučne barele, uzrokuju miješanje hladnog i vrućeg plina u mjehuriću, pružiti intenzivno hlađenje i, u skladu s tim, deionizirajući luk. Pored toga, deionizirajuća sposobnost gasova povećava pritisak koji se generira tokom brzog razgradnje ulja.

Intenzitet iscrpljenog postupka luka u ulju je veći, bliži luk sa uljem i uljem kreće se brže u odnosu na luk. S obzirom na to, jaz u luku ograničen je na zatvoreni izolacijski uređaj - komora za grickanje. U ovim kamerama postoji bliži dodir ulja s lukom, a uz pomoć izolacijskih ploča i ispušnih rupa formiraju se radni kanali, prema kojem se ulje i plinovi kreću, pružajući intenzivno puhanje (prljavštinu).

Komore za brbljanje Prema principu rada, oni su podijeljeni u tri glavne skupine: uz automatsko rezanje, kada se stvaraju visoki pritisak i brzina plina u lučnoj površini zbog energije koja se oslobađaju u luku, s prisilnim uljem sa posebnim pumpnim hidrauličkim mehanizmima , sa magnetnim plinom u ulju kada se luk pod djelovanjem magnetskog polja premješta u uskim slotovima.

Najefikasniji i jednostavniji dumopijske komore sa auto stolom. Ovisno o lokaciji kanala i rupa izduvnih gasova, na raspolaganju su komore, u kojima se intenzivno puhanje mješavine protoka plina pruža duž luka (uzdužne prljavštine) ili preko luka (poprečna dimljivosti). Razmatranje metoda žetve luka široko se koristi u naponskim prekidačima iznad 1 kV.

Ostale metode žetve luka u naponskim uređajima iznad 1 kV

Pored gore navedenih metoda žetve luka, koristi se i: komprimirani zrak, čiji protok od kojih se dužan ili preko luka izlupi, pružajući intenzivno hlađenje (umjesto zraka, koriste se drugi plinovi, često dobiveni iz čvrstog plina Generiranje materijala - vlakna, viniplast itd. - za rezultat njihovog raspadanja najneragarnijeg luka), koji ima veću električnu snagu od zraka i vodika, kao rezultat koji gori u ovom plinu, čak i na atmosferskom pritisku , brzo se ugasi, visoko razvijen plin (vakuum), prilikom otvaranja kontakata u kojima luk ne svijetli ponovo (izlazi) nakon prvog prolaska trenutne preko nule.