（a） （b） （c）
Formele tipice de deschidere la intrarea rețelelor de deionizare în jgheaburile de arc întrerupătoare de circuit de joasă tensiune controlează calea de intrare a arcului, alungirea și despicarea prin design geometric. Cele trei diagrame corespund configurațiilor comune AC și respectiv DC:
(a) Crestătură standard în formă de U sau V (utilizată în mod obișnuit pentru AC)
Orificiul de intrare în grilă este proiectat cu o crestătură în formă de U sau în formă de V, servind următoarele scopuri:
● Captură arc: facilitează atașarea arcului la marginea orificiului de intrare în grilă, formând puncte de atașare stabile.
● Alungirea inițială a arcului: atunci când arcul este împins din zona de contact prin suflare magnetică sau pneumatică, se extinde de-a lungul marginii crestăturii, mărindu-și lungimea.
● Diviziunea între grile: pe măsură ce arcul avansează mai adânc, se împarte în mai multe segmente între grilele adiacente.
(b) Canal central
Pe baza punctului (a), se adaugă o canelură centrală longitudinală la centrul de intrare. Efectele cheie includ:
● Dirijarea arcului: arcul tinde să formeze pete catodice și anodice de-a lungul marginilor canelurilor.
● Alungirea înainte de divizare: arcul este forțat să se extindă în sus de-a lungul canelurii centrale înainte de a se împărți între grile.
● Consistență îmbunătățită a intrării: îmbunătățește „robustețea captării” pentru arcuri cu amplitudini și poziții de curent diferite.
(c) Caneluri eșalonate (utilizate în mod obișnuit pentru DC)
Orificiul de admisie are două caneluri diagonale sau bifurcate eșalonate (decalate). Acesta este un design tipic de stingere a arcului de curent continuu: deoarece curentul de curent continuu nu are un punct de trecere cu zero, arcul trebuie să fie rapid alungit, segmentat și tensiunea sa crescută pentru a depăși tensiunea sistemului pentru stingere. Efecte principale:
● Cale forțată în formă de Z: arcul este forțat să schimbe punctele de atașare și direcția la intrare, echivalent cu plierea de mai multe ori înainte de intrare, crescând semnificativ lungimea acestuia.
● Diviziunea timpurie promovată: canelurile eșalonate permit arcului să sară mai ușor între grilele adiacente, formând mai devreme arce în serie.
● Returul arcului suprimat: arcurile DC au stabilitate ridicată; structura eșalonată crește complexitatea traseului, reducând probabilitatea de arc susținut de-a lungul unei căi drepte.
Când contactele doar se separă și se formează rădăcina arcului, arcul este supus unei forțe rezultante distincte F îndreptate în sus, spre intrarea în grilă.
● Curbe asemănătoare bobinei albastre: linii de câmp magnetic în jurul curentului arcului, indicând faptul că câmpul magnetic din jurul arcului este distribuit inegal, dar este influențat de geometria conductorului și componentele feromagnetice.
● Gradație de culoare: Reprezintă densitatea fluxului magnetic - mai mare la curbele conductorului, lângă bobine și intrări ale rețelei.
● Săgeți roșii: Direcția forței rezultante asupra arcului calculată de ANSYS.
Direcția forței este derivată din F = I × B (legea forței Lorentz). Direcția curentului arcului urmează canalul arcului, iar liniile câmpului magnetic formează bucle închise asimetrice în regiunea arcului cu o direcție locală B și un gradient clar. Astfel, efectul I×B împinge arcul spre intrarea în grilă, notat cu F roșu în diagramă.
Variații la diferite poziții
Când canalul echivalent de curent al arcului se află în poziții diferite la intrarea în rețea, distribuția densității fluxului magnetic la grilele feromagnetice și deschiderea în formă de V se modifică, modificând vectorul forței de antrenare a arcului. Cu toate acestea, tendința generală este că arcul este împins mai adânc în crestătura în formă de V și se împarte în continuare între grile.
● Arc în afara admisiei
Testele de întrerupere în scurtcircuit au fost efectuate pe prototipuri de întreruptoare de circuit în miniatură pentru a înregistra formele de undă ale curentului de scurtcircuit și ale tensiunii de recuperare, care au fost corelate cu semnele de ablație a jgheabului de arc după dezasamblare.
● Albastru (CH2): forma de undă a curentului de scurtcircuit
● Portocaliu (CH1): tensiune de recuperare/forma de undă TRV
(a) Timp de rupere: 3,0 ms, curent de rupere: 3670 A (maximum)
Forma de undă este mai intensă, cu sunet evident după trunchiere. Jgheabul cu arc prezintă înnegrire severă și acumulare de topitură.
(b) Timp de întrerupere: 3,0 ms, curent de întrerupere: 2790 A
Vârfurile ascuțite și soneria clară în apropierea punctului de trunchiere reflectă divizarea și comutarea frecventă. Fotografiile arată ablația concentrată în zona superioară.
(c) Timp de întrerupere: 2,8 ms, curent de întrerupere: 2820 A
Suprimarea curentului și trunchierea sunt mai netede cu divizare continuă. Ablația este uniformă și se evită nodularea excesivă într-un singur punct.
(d) Timp de întrerupere: 3,0 ms, curent de întrerupere: 2810 A
Proces obișnuit de intrare în zona de divizare și de finalizare a trunchierii aproape fără TRV. Arcul se atașează stabil în zona superioară, rezultând nodulare evidentă în partea superioară, dar fără ablație generală excesivă.
Forma geometrică a admisiei jgheabului arcului determină traseul inițial al arcului după intrarea în camera arcului:
● Cristături în formă de U/V: pentru captarea arcului și ghidare.
● Canelura centrală: îmbunătățește consistența ghidajului.
● Caneluri eșalonate: pentru alungirea timpurie și împărțirea pe mai multe segmente în condiții de curent continuu.
Rezultatele simulării ANSYS sunt verificate reciproc cu datele de testare reale, reducând într-o anumită măsură dificultatea și timpul necesar dezvoltării.
La XUCKY, MCCB-urile/MCB-urile/ACB-urile noastre se bazează pe un design optimizat al jgheabului cu arc pentru a oferi o siguranță de vârf în industrie.
Pentru un ghid tehnic detaliat, vizitați site-ul nostru -www.xucky.comși urmați-ne pentru mai multe informații despre inginerie electrică.
