El material aislante (pueden ser fluidos o aire) utilizados en interruptor de circuito… debe cumplir dos funciones importantes. Se escriben de la siguiente manera:
- Debería proporcionar suficiente aislamiento entre los contactos cuando el interruptor se abre.
- Debería extinguir el arco que se produce entre los contactos cuando se abre el interruptor.
El segundo punto necesita más explicación. Para entender este punto consideremos una situación en la que si hay algún fallo o cortocircuito en el sistema, el relé proporciona las señales deseadas al interruptor de circuito para evitar que el sistema siga fallando. Ahora bien, cuando el interruptor de circuito abre sus contactos, debido a esto arc se dibuja. El arco se interrumpe por una adecuada aislante y la técnica.
Métodos de interrupción del arco
Hay dos métodos para hacer una interrupción.
- Método de alta resistencia,
- Método de baja resistencia o método de interrupción de corriente cero.
En el método de alta interrupción podemos aumentar la resistencia eléctrica muchas veces a un valor tan alto que obliga a la actual para llegar a cero y así restringir la posibilidad de que el arco se revierta. Se deben tomar las medidas adecuadas para asegurar que la velocidad a la que se aumenta o disminuye la resistencia no sea anormal porque puede conducir a la generación de voltajes en el sistema. La resistencia del arco puede ser incrementada por varios métodos como el alargamiento o el enfriamiento del arco, etc.
Limitaciones del método de alta resistencia
La descarga de arco tiene una naturaleza resistiva debido a esto la mayoría de la energía es recibida por interruptor de circuito… por lo que se debe tener un cuidado adecuado durante la fabricación de los interruptores, como la fuerza mecánica, etc. Por lo tanto, este método se aplica en los interruptores de potencia de CC, de baja y media potencia de CA.
El método de baja resistencia es aplicable sólo para el circuito de corriente alterna y es posible allí por la presencia del cero natural de la corriente. El arco se extingue en el cero natural de la onda de CA y se evita que se restrinja de nuevo por la rápida construcción de la fuerza dieléctrica del espacio de contacto.
Hay dos teorías que explican el fenómeno de la extinción del arco:
- Teoría del equilibrio de energía,
- Teoría de la carrera de voltaje.
Antes de entrar en detalles sobre estas teorías, deberíamos saber los siguientes términos.
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Voltaje de Resistencia
Puede definirse como la voltajes que aparece a través de la rompiendo contacto en el instante de la extinción del arco.
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Voltaje de recuperación
Puede definirse como el voltaje que aparece a través del contacto del interruptor después de que la eliminación completa de las oscilaciones transitorias y la extinción final del arco ha dado lugar a todos los polos.
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Voltaje de recuperación activa
Puede definirse como el voltaje de recuperación instantáneo en el instante de la extinción del arco.
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Voltaje del arco
Puede definirse como la voltajes que aparece a través del contacto durante el período de arco, cuando el actual el flujo se mantiene en forma de arco. Asume un valor bajo excepto en el punto en el que el voltaje sube rápidamente hasta un valor máximo y la corriente llega a cero.
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Teoría del equilibrio energético
Cuando el contacto del interruptor está a punto de abrirse, el voltaje de reencendido es cero, por lo tanto el calor generado sería cero y cuando los contactos están completamente abiertos hay una resistencia infinita, esto nuevamente hace que no haya producción de calor. Podemos concluir de esto que el máximo calor generado se encuentra entre estos dos casos y puede ser aproximado, ahora esta teoría se basa en el hecho de que la tasa de generación de calor entre los contactos del interruptor es menor que la tasa a la que se disipa el calor entre el contacto. Por lo tanto, si es posible eliminar el calor generado enfriando, alargando y dividiendo el arco a una alta tasa de generación, el arco puede ser extinguido.
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Teoría de la Carrera de Voltaje
El arco se debe a la ionización de la brecha entre el contacto de la interruptor de circuito…. Así que el resistencia en la etapa inicial es muy pequeña, es decir, cuando el contacto se cierra y a medida que el contacto se separa la resistencia comienza a aumentar. Si eliminamos los iones en la etapa inicial, ya sea recombinándolos en moléculas neutras o insertando aislamiento a un ritmo más rápido que la tasa de ionización, el arco puede ser interrumpido. La ionización a cero actual depende de la voltajes conocido como Voltaje de reactivación.
Definamos una expresión para restringir el voltaje. Para el sistema ideal o sin pérdidas que tenemos,
Aquí, v = voltaje de restricción.
V = valor del voltaje en el instante de la interrupción.
L y C son series inductor y la derivación capacitancia hasta el punto de falla.
Por lo tanto, de la ecuación anterior podemos ver que cuanto más bajo es el valor del producto de L y C, más alto es el valor del voltaje de restricción.
La variación de v versus el tiempo se traza a continuación:
Ahora consideremos un sistema práctico, o asumamos que hay una pérdida finita en el sistema. Como se muestra en la figura siguiente, en este caso el voltaje de reencendido se amortigua debido a la presencia de alguna resistencia finita. Aquí se asume que el actual se queda atrás del voltaje por un ángulo (medido en grados) de 90. Sin embargo, en la práctica, el ángulo puede variar dependiendo del tiempo del ciclo en el que se produce la falla.
Consideremos el efecto del voltaje del arco, si el voltaje del arco está incluido en el sistema, hay un incremento en el voltaje de restricción. Sin embargo, esto se compensa con otro efecto de un arco de voltaje que se opone al flujo de corriente y que hace que cambie la fase de la corriente, poniéndola así más en fase con el voltajes. Por lo tanto, el actual no está en su valor máximo cuando el voltaje pasa por el valor cero.
Tasa de aumento de la tensión de resistencia (RRRV)
Se define como la relación entre el valor máximo del voltaje de reencendido y el tiempo necesario para alcanzar el valor máximo. Es uno de los parámetros más importantes como si la velocidad a la que la fuerza dieléctrica desarrollada entre los contactos es mayor que el RRRV, y entonces el arco se extinguirá.
