（a） （b） ） (c)
Типові форми отворів на вході деіонізаційних решіток у дугогасильних лотках вимикачів низької напруги контролюють шлях входу дуги, подовження та розщеплення за допомогою геометричної конструкції. Три діаграми відповідають загальним конфігураціям змінного та постійного струму відповідно:
(a) Стандартний U-подібний або V-подібний паз (зазвичай використовується для змінного струму)
Вхідний отвір сітки має U-подібну або V-подібну виїмку, яка служить для наступних цілей:
● Захоплення дуги: полегшує кріплення дуги до краю входу сітки, утворюючи стабільні точки кріплення.
● Початкове подовження дуги: коли дуга виштовхується з зони контакту магнітним або пневматичним видуванням, вона простягається вздовж краю виїмки, збільшуючи свою довжину.
● Поділ між сітками: коли дуга просувається глибше, вона розбивається на кілька сегментів між сусідніми сітками.
(b) Центральна борозна
На підставі (а) у центрі входу додається поздовжня центральна канавка. Ключові ефекти включають:
● Керування дугою: дуга має тенденцію утворювати катодні та анодні плями вздовж країв канавок.
● Подовження перед розщепленням: дуга змушена простягатися вгору вздовж центральної канавки перед розщепленням між сітками.
● Покращена узгодженість входу: підвищується «стійкість захоплення» для дуг із різними амплітудами струму та положеннями.
(c) Розташовані канавки (зазвичай використовуються для постійного струму)
Вхідний отвір має дві розташовані в шаховому порядку (зміщені) діагональні або роздвоєні канавки. Це типова конструкція гасіння дуги постійного струму: оскільки постійний струм не має точки перетину нуля, дуга повинна бути швидко подовжена, сегментована, а її напруга збільшена, щоб перевищити напругу системи для гасіння. Основні ефекти:
● Примусовий Z-подібний шлях: дуга змушена змінювати точки кріплення та напрямок на вході, що еквівалентно кількаразовому складанню перед входом, що значно збільшує її довжину.
● Покращене раннє розділення: канавки в шаховому порядку дозволяють дузі легше переходити між сусідніми сітками, утворюючи кілька серійних дуг раніше.
● Пригнічений зворотний потік дуги: дуги постійного струму мають високу стабільність; структура в шаховому порядку збільшує складність траєкторії, зменшуючи ймовірність тривалої дуги вздовж прямої траєкторії.
Коли контакти просто роз'єднуються і утворюється корінь дуги, дуга піддається чіткій результуючій силі F, спрямованій вгору до входу сітки.
● Сині криві, подібні до котушки: лінії магнітного поля навколо струму дуги, що вказує на те, що магнітне поле навколо дуги розподілене нерівномірно, але зміщене геометрією провідника та феромагнітними компонентами.
● Градація кольорів: Відображає щільність магнітного потоку — вища на вигинах провідника, поблизу котушок і входів у сітку.
● Червоні стрілки: Напрям результуючої сили на дузі, розрахований ANSYS.
Напрямок сили виводиться з F = I × B (закон сили Лоренца). Напрямок струму дуги відповідає каналу дуги, а лінії магнітного поля утворюють асиметричні замкнуті петлі в області дуги з чітким локальним напрямком B і градієнтом. Таким чином, ефект I×B штовхає дугу до входу сітки, позначеного на діаграмі червоним F.
Варіації на різних позиціях
Коли еквівалентний канал струму дуги знаходиться в різних положеннях на вході сітки, розподіл щільності магнітного потоку на феромагнітних сітках і V-подібному отворі змінюється, змінюючи вектор рушійної сили дуги. Однак загальна тенденція полягає в тому, що дуга проштовхується глибше в V-подібний виріз і далі розщеплюється між сітками.
● Дуга за межами входу
Випробування на вимикання при короткому замиканні проводилися на прототипах мініатюрних автоматичних вимикачів, щоб записати форми сигналів струму короткого замикання та напруги відновлення, які корелювали з мітками абляції дугового жолоба після розбирання.
● Синій (CH2): форма хвилі струму короткого замикання
● Помаранчевий (CH1): форма сигналу напруги відновлення/TRV
(a) Час відключення: 3,0 мс, Струм відключення: 3670 A (максимум)
Форма хвилі більш інтенсивна з явним дзвоном після скорочення. Дуговий жолоб демонструє сильне почорніння та накопичення розплаву.
(b) Час відключення: 3,0 мс, Струм відключення: 2790 А
Різкі піки та чіткий дзвін біля точки зрізання відображають часте розщеплення та перемикання. На фотографіях видно концентровану абляцію у верхній частині.
(c) Час відключення: 2,8 мс, Струм відключення: 2820 А
Пригнічення та скорочення струму є більш плавним із безперервним розщепленням. Абляція є рівномірною, і уникають надмірних одноточкових вузлів.
(d) Час відключення: 3,0 мс, Струм відключення: 2810 А
Типовий процес входження в зону розщеплення та завершення усікання майже без TRV. Дуга стабільно прикріплюється у верхній частині, що призводить до явного утворення вузлів у верхній частині, але без надмірної загальної абляції.
Геометрична форма вхідного отвору дугогасної камери визначає початковий шлях дуги після входу в дугогасильну камеру:
● U-подібні/V-подібні виїмки: для захоплення дуги та наведення.
● Центральна канавка: покращує узгодженість вказівок.
● Бразки в шаховому порядку: для раннього подовження та багатосегментного розщеплення в умовах постійного струму.
Результати моделювання ANSYS взаємно перевіряються фактичними даними тестування, що певною мірою зменшує складність і час, необхідні для розробки.
У XUCKY наші MCCB/MCB/ACB покладаються на оптимізовану конструкцію дугогасильного лотка для забезпечення найкращої в галузі безпеки.
Щоб отримати докладну технічну інструкцію, відвідайте наш веб-сайт –www.xucky.comі слідкуйте за нами, щоб дізнатися більше про електротехніку.
