Jak uhasit elektrický oblouk v elektrických zařízeních
Přerušení elektrického obvodu přístroje je proces přechodu spínacího tělesa přístroje ze stavu vodiče elektrického proudu do stavu nevodicího (dielektrika).
Pro zhasnutí oblouku je nutné, aby deionizační procesy převyšovaly ionizační procesy. Pro uhašení oblouku je nutné vytvořit podmínky, ve kterých úbytek napětí na oblouku překročí napětí dodávané zdrojem.
Nucený pohyb vzduchu
Velmi účinné je zhášení oblouku v proudu stlačeného vzduchu vytvářeného kompresorem. Takové zhášení se u nízkonapěťových zařízení nepoužívá, protože oblouk lze uhasit jednoduššími způsoby bez použití speciálního zařízení pro stlačování vzduchu.
K uhašení oblouku, zejména při kritických proudech (když nastanou podmínky pro zhášení elektrického oblouku, nazývají se kritické), se používá nucený nápor vzduchu vytvářený částmi pohybujícího se systému při pohybu během procesu vypínání.
Zhášení oblouku v kapalině, např. v transformátorovém oleji, je velmi účinné, protože vzniklé plynné produkty rozkladu oleje při vysoké teplotě elektrického oblouku intenzivně deionizují obloukový válec. Pokud jsou kontakty odpojovacího zařízení umístěny v oleji, pak oblouk, který vznikl během otevření, vede k intenzivní tvorbě plynu a odpařování oleje. Kolem oblouku se vytvoří plynová bublina, která se skládá převážně z vodíku. Rychlý rozklad oleje vede ke zvýšení tlaku, což přispívá k lepšímu chlazení oblouku a deionizaci. Vzhledem ke složitosti konstrukce se tento způsob zhášení oblouku nepoužívá u nízkonapěťových zařízení.
Zvýšený tlak plynu usnadňuje uhašení oblouku, protože zvyšuje přenos tepla. Bylo zjištěno, že charakteristiky napětí oblouku v různých plynech při různých tlacích (vyšších než atmosférických) budou stejné, pokud tyto plyny budou mít stejné koeficienty přenosu tepla konvekcí.
Hašení pod zvýšeným tlakem se provádí v uzavřených kartušových pojistkách bez náplně řady PR.
Elektrodynamický účinek na oblouk. Při proudech nad 1 A mají elektrodynamické síly vznikající mezi obloukem a sousedními živými částmi velký vliv na zhášení oblouku.Je vhodné je považovat za výsledek interakce obloukového proudu a magnetického pole vytvořeného proudem procházejícím živými částmi. Nejjednodušší způsob, jak vytvořit magnetické pole, je správně umístit elektrody, mezi kterými hoří oblouk.
Pro úspěšné vytvrzení je nutné, aby se vzdálenost mezi elektrodami postupně zvětšovala ve směru jeho pohybu. Při nízkých proudech nejsou nežádoucí žádné, dokonce i velmi malé kroky (výška 1 mm), protože oblouk může být na jejich okraji zpožděn.
Magnetická výplň. Není-li možné dosáhnout chlazení správným uspořádáním proudovodných částí s použitím přijatelných kontaktních řešení, pak aby se příliš nezvětšovalo, používá se tzv. magnetické chlazení. Chcete-li to provést, v oblasti, kde hoří duha, vytvořte magnetické pole pomocí permanentního magnetu nebo elektromagnetu, jehož zhášecí cívka je zapojena do série s hlavním obvodem.Někdy je magnetické pole vytvářené proudovou smyčkou zesíleno speciálními ocelovými díly. Magnetické pole směruje oblouk požadovaným směrem.
U sériově zapojené zhášecí cívky oblouku nemá změna směru proudu v hlavním obvodu za následek změnu směru průchodu oblouku. S permanentním magnetem se oblouk bude pohybovat různými směry v závislosti na směru proudu v hlavním obvodu. Normálně to konstrukce zhášecí komory neumožňuje. Pak může zařízení pracovat v jednom směru proudu, což je značná nepříjemnost. To je hlavní nevýhoda konstrukce s permanentním magnetem, která je jednodušší, kompaktnější a levnější než konstrukce obloukové cívky.
Způsob, jak uhasit oblouk pomocí sériově zapojené cívky, je ten, že nejvyšší intenzita pole by měla být vytvořena při kritických proudech, které jsou malé. Zhášecí pole oblouku se zvětší pouze při vysokých proudech, kdy je možné se bez něj obejít, protože elektrodynamické síly se stanou natolik významnými, aby oblouk sfoukly.
Magnetické tlumení je široce používáno v přístrojích navržených pro normální atmosférický tlak. V automatických vzduchových spínačích pro napětí do 600 V (kromě vysokorychlostních) se zhášecí cívky nepoužívají, protože se jedná především o ručně ovládaná zařízení a lze pro ně snadno vytvořit dostatečně velkou kontaktní mezeru. Často se však používá polní zpevnění ocelovými svorkami zakrývajícími živé části. Používají se zhášecí cívky oblouku jednopólové elektromagnetické stykače stejnosměrný proud, protože kontaktní řešení musí být hodně redukováno, aby se zabránilo použití příliš velkého zatahovacího elektromagnetu.