Buedemping - Arc suppression

Buedemping er reduksjon av gnister som dannes når strømbærende kontakter skilles. Gnisten er en lysutladning av høyt energiserte elektroner og ioner, og er en lysbue .

Bruker


(venstre) Uberørte kontakter fra et stafett
(høyre) De nesten ødelagte kontaktene fra et relé som drives under strøm i nesten 100.000 sykluser

Det er flere mulige bruksområder for lysbueundertrykkelsesmetoder, blant annet metallfilmavsetning og sputtering , lysbuevern , elektrostatiske prosesser der elektriske buer ikke er ønsket (som pulvermaling , luftrensing , polyvinylidenfluorid (PVDF) filmpolering) og kontakt strømbueundertrykkelse I industriell, militær og forbrukerelektronisk design gjelder sistnevnte metode generelt for enheter som elektromekaniske strømbrytere, releer og kontaktorer. I denne sammenheng er lysbueundertrykkelse kontaktbeskyttelse .

Kontaktbeskyttelse

Hver gang en elektrisk kraftenhet (for eksempel varmeovner, lamper, motorer, transformatorer eller lignende kraftbelastninger) slås på eller av, overgår bryteren, reléet eller kontaktoren enten fra lukket til åpen tilstand (lysbue) eller fra åpen til lukket tilstand (lag lysbue og hoppbue), under belastning, oppstår en elektrisk lysbue mellom bryterens to kontaktpunkter (elektroder). Bruddbuen er vanligvis mer energisk og dermed mer destruktiv.

Temperaturen på den resulterende lysbuen er veldig høy (titusenvis av grader), noe som får metallet på kontaktflatene til å smelte, samle seg og migrere med strømmen. Buens høye temperatur sprekker de omkringliggende gassmolekylene og skaper ozon , karbonmonoksid og andre forbindelser. Buenergien ødelegger sakte kontaktmetallet, noe som får noe materiale til å slippe ut i luften som fint partikler. Akkurat denne aktiviteten fører til at materialet i kontaktene raskt brytes ned, noe som resulterer i enhetsfeil.

Buesuppresjon er et område av interesse for ingeniørarbeid på grunn av den ødeleggende effekten av den elektriske buen til elektromekaniske strømbrytere, releer og kontaktorers kontaktpunkter.

Effektivitet

Skjermbilder fra et oscilloskop som måler lysbueenergien: strøm vist med blå linje (sinusformet bølge), 2V / div = 5A / div; spenning vist med rød linje , 10V / div.
(venstre) Uundertrykket vekselstrømbue
(høyre) En identisk bue med undertrykkelse.

Effekten av en buesuppresjonsløsning for kontaktbeskyttelse kan vurderes ved å sammenligne lysbueintensiteten ved hjelp av følgende metoder:

  • Visuell inspeksjon av lysbuen: Den elektriske lysbuen kan observeres visuelt på en elektromekanisk strømbryter, relé og kontaktor, med synlige kontakter, mens kontaktene åpnes og lukkes under belastning.
  • Grafisk fremstilling av målinger oppnådd med et oscilloskop: Den elektriske lysbuen kan observeres ved å bruke et oscilloskop for å spore spenningsbølgeformen over kontaktterminalene mens kontaktene åpnes og lukkes under belastning.

Vanlige enheter

Vanlige enheter som brukes for å forhindre buer er kondensatorer , snubber , dioder , Zener-dioder , varistorer og forbigående spenningsdempere . Kontakt buesuppresjonsløsninger som anses som mer effektive:

  1. To-leder kontakt lysbueundertrykker
  2. Solid state-reléer er ikke elektromekaniske, har ingen kontakter og skaper altså ikke elektriske buer.
  3. Hybrid kraftreléer
  4. Hybrid kraftkontaktorer

Fordeler med buedemping

Buesuppresjonsteknikker kan gi en rekke fordeler:

  1. Minimert kontaktskader fra lysbuer og reduserer derfor vedlikehold, reparasjon og utskiftningsfrekvens.
  2. Økt kontaktspålitelighet.
  3. Redusert varmeutvikling som resulterer i mindre tiltak for varmestyring som lufting og vifter.
  4. Redusert ozon og forurensende utslipp.
  5. Redusert elektromagnetisk interferens (EMI) fra buer - en vanlig kilde til utstrålt EMI.

Se også

Referanser

Videre lesning