ఎలక్ట్రిక్ ఆర్క్ మరియు దానిని ఆర్పే పద్ధతులు ఏర్పడే ప్రక్రియ

ఎలక్ట్రిక్ సర్క్యూట్ తెరిచినప్పుడు, ఎలక్ట్రిక్ డిచ్ఛార్జ్ ఎలక్ట్రిక్ ఆర్క్ రూపంలో సంభవిస్తుంది. ఎలక్ట్రిక్ ఆర్క్ రూపానికి, పరిచయాల వోల్టేజ్ 0.1 A లేదా అంతకంటే ఎక్కువ క్రమంలో సర్క్యూట్‌లో కరెంట్‌లో 10 V కంటే ఎక్కువగా ఉండటం సరిపోతుంది. ముఖ్యమైన వోల్టేజీలు మరియు ప్రవాహాలతో, ఆర్క్ లోపల ఉష్ణోగ్రత 3-15 వేల ° Cకి చేరుకుంటుంది, దీని ఫలితంగా పరిచయాలు మరియు ప్రత్యక్ష భాగాలు కరుగుతాయి.

110 kV మరియు అంతకంటే ఎక్కువ వోల్టేజీల వద్ద, ఆర్క్ యొక్క పొడవు అనేక మీటర్లకు చేరుకుంటుంది. అందువల్ల, ఎలక్ట్రిక్ ఆర్క్, ముఖ్యంగా అధిక పవర్ సర్క్యూట్లలో, 1 kV కంటే ఎక్కువ వోల్టేజ్‌లకు గొప్ప ప్రమాదం, అయితే 1 kV కంటే తక్కువ వోల్టేజ్‌ల కోసం సంస్థాపనలలో తీవ్రమైన పరిణామాలు కూడా ఉంటాయి. ఫలితంగా, 1 kV పైన మరియు అంతకంటే తక్కువ వోల్టేజీల కోసం సర్క్యూట్‌లలో ఆర్సింగ్‌ను వీలైనంత ఎక్కువగా కలిగి ఉండాలి మరియు త్వరగా ఆరిపోతుంది.

ఎలక్ట్రిక్ ఆర్సింగ్ యొక్క కారణాలు

ఎలక్ట్రిక్ ఆర్క్‌ను రూపొందించే ప్రక్రియను ఈ క్రింది విధంగా సరళీకరించవచ్చు.పరిచయాలు వేరు చేయబడినప్పుడు, మొదట పరిచయ పీడనం తగ్గుతుంది మరియు సంపర్క ఉపరితలం తదనుగుణంగా పెరుగుతుంది, పరివర్తన నిరోధకత (ప్రస్తుత సాంద్రత మరియు ఉష్ణోగ్రత - స్థానిక (కాంటాక్ట్ ఏరియాలోని కొన్ని ప్రాంతాలలో) వేడెక్కడం ప్రారంభమవుతుంది, ఇది థర్మియోనిక్ రేడియేషన్‌కు మరింత దోహదం చేస్తుంది, అధిక ఉష్ణోగ్రత ప్రభావంతో ఎలక్ట్రాన్ల వేగం పెరుగుతుంది మరియు అవి ఎలక్ట్రోడ్ ఉపరితలం నుండి పగిలిపోతాయి.

పరిచయం విభజన సమయంలో, అంటే, సర్క్యూట్ విచ్ఛిన్నమైంది, వోల్టేజ్ త్వరగా పరిచయం గ్యాప్లో పునరుద్ధరించబడుతుంది. ఈ సందర్భంలో పరిచయాల మధ్య దూరం చిన్నది కాబట్టి, ఉంది విద్యుత్ క్షేత్రం ఎలక్ట్రోడ్ యొక్క ఉపరితలం నుండి ఎలక్ట్రాన్లు ఉపసంహరించబడే ప్రభావంతో అధిక వోల్టేజ్. అవి విద్యుత్ క్షేత్రంలో వేగవంతం అవుతాయి మరియు అవి తటస్థ అణువును తాకినప్పుడు, అవి వాటి గతి శక్తిని అందిస్తాయి. తటస్థ అణువు యొక్క షెల్ నుండి కనీసం ఒక ఎలక్ట్రాన్ను కూల్చివేసేందుకు ఈ శక్తి సరిపోతుంది, అప్పుడు అయనీకరణ ప్రక్రియ జరుగుతుంది.

ఏర్పడిన ఉచిత ఎలక్ట్రాన్లు మరియు అయాన్లు ఆర్క్ ట్రంక్ యొక్క ప్లాస్మాను తయారు చేస్తాయి, అనగా, ఆర్క్ మండే అయనీకరణం చేయబడిన ఛానెల్ మరియు కణాల నిరంతర కదలిక నిర్ధారిస్తుంది. ఈ సందర్భంలో, ప్రతికూలంగా చార్జ్ చేయబడిన కణాలు, ప్రధానంగా ఎలక్ట్రాన్లు, ఒక దిశలో (యానోడ్ వైపు) కదులుతాయి మరియు ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ ఎలక్ట్రాన్లను కోల్పోయిన వాయువుల అణువులు మరియు అణువులు - సానుకూలంగా చార్జ్ చేయబడిన కణాలు - వ్యతిరేక దిశలో (కాథోడ్ వైపు).

ప్లాస్మా వాహకత లోహాలకు దగ్గరగా ఉంటుంది.

ఆర్క్ షాఫ్ట్‌లో పెద్ద కరెంట్ ప్రవహిస్తుంది మరియు అధిక ఉష్ణోగ్రత సృష్టించబడుతుంది.ఆర్క్ సిలిండర్ యొక్క ఈ ఉష్ణోగ్రత థర్మల్ అయనీకరణకు దారి తీస్తుంది - అధిక చలన శక్తితో అణువులు మరియు పరమాణువులు వాటి కదలిక యొక్క అధిక వేగంతో (ఆర్క్ మండే మాధ్యమంలోని అణువులు మరియు పరమాణువులు ఎలక్ట్రాన్‌లుగా విడిపోయి సానుకూలంగా మారడం వలన అయాన్ ఏర్పడే ప్రక్రియ. చార్జ్ చేయబడిన అయాన్లు). తీవ్రమైన థర్మల్ అయనీకరణం అధిక ప్లాస్మా వాహకతను నిర్వహిస్తుంది. అందువల్ల, ఆర్క్ వెంట వోల్టేజ్ డ్రాప్ చిన్నది.

ఎలక్ట్రిక్ ఆర్క్‌లో, రెండు ప్రక్రియలు నిరంతరం జరుగుతాయి: అయనీకరణతో పాటు, అణువులు మరియు అణువుల డీయోనైజేషన్ కూడా. తరువాతి ప్రధానంగా వ్యాప్తి ద్వారా సంభవిస్తుంది, అనగా, పర్యావరణంలోకి చార్జ్ చేయబడిన కణాల బదిలీ మరియు ఎలక్ట్రాన్లు మరియు ధనాత్మకంగా చార్జ్ చేయబడిన అయాన్ల పునఃసంయోగం, వాటి విచ్ఛిన్నానికి ఖర్చు చేయబడిన శక్తిని తిరిగి పొందడంతో తటస్థ కణాలుగా మళ్లీ కలిసిపోతాయి. ఈ సందర్భంలో, వేడి పర్యావరణానికి తొలగించబడుతుంది.

అందువల్ల, పరిగణించబడే ప్రక్రియ యొక్క మూడు దశలను వేరు చేయవచ్చు: ఆర్క్ ఇగ్నిషన్, షాక్ అయనీకరణం మరియు కాథోడ్ నుండి ఎలక్ట్రాన్ల ఉద్గారం కారణంగా, ఆర్క్ డిచ్ఛార్జ్ ప్రారంభమవుతుంది మరియు అయనీకరణం యొక్క తీవ్రత డీయోనైజేషన్ కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది, ఆర్క్ యొక్క స్థిరమైన దహనం మద్దతు ఇస్తుంది. అయనీకరణం మరియు డీయోనైజేషన్ యొక్క తీవ్రతలు ఒకే విధంగా ఉన్నప్పుడు ఆర్క్ సిలిండర్‌లో ఉష్ణ అయనీకరణం, అయనీకరణం యొక్క తీవ్రత అయనీకరణం కంటే ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు ఆర్క్ అదృశ్యం అవుతుంది.

ఎలక్ట్రికల్ స్విచ్చింగ్ పరికరాలలో ఆర్క్ ఆర్పివేయడం యొక్క పద్ధతులు

ఎలక్ట్రికల్ సర్క్యూట్ యొక్క మూలకాలను డిస్‌కనెక్ట్ చేయడానికి మరియు స్విచ్చింగ్ పరికరానికి నష్టాన్ని మినహాయించడానికి, దాని పరిచయాలను తెరవడమే కాకుండా, వాటి మధ్య కనిపించే ఆర్క్‌ను చల్లార్చడం కూడా అవసరం. ఆర్క్ ఆర్పివేసే ప్రక్రియలు, అలాగే బర్నింగ్, ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ మరియు డైరెక్ట్ కరెంట్‌తో విభిన్నంగా ఉంటాయి.మొదటి సందర్భంలో ఆర్క్‌లోని కరెంట్ ప్రతి అర్ధ-చక్రంలో సున్నా గుండా వెళుతుందనే వాస్తవం ద్వారా ఇది నిర్ణయించబడుతుంది. ఈ సమయాల్లో, ఆర్క్‌లోని శక్తి విడుదల ఆగిపోతుంది మరియు ఆర్క్ ఆకస్మికంగా ఆరిపోతుంది మరియు ప్రతిసారీ మళ్లీ మండుతుంది.

ఆచరణలో, ఆర్క్‌లోని కరెంట్ సున్నా క్రాసింగ్ కంటే కొంచెం ముందుగా సున్నాకి దగ్గరగా ఉంటుంది, ఎందుకంటే కరెంట్ తగ్గినప్పుడు, ఆర్క్‌కి సరఫరా చేయబడిన శక్తి తగ్గుతుంది మరియు ఆర్క్ యొక్క ఉష్ణోగ్రత తదనుగుణంగా తగ్గుతుంది మరియు థర్మల్ అయనీకరణం ఆగిపోతుంది. ఈ సందర్భంలో, ఆర్క్ గ్యాప్‌లో డీయోనైజేషన్ ప్రక్రియ తీవ్రంగా కొనసాగుతుంది. మీరు ఈ సమయంలో పరిచయాలను తెరిచి, త్వరగా తెరిస్తే, తదుపరి విద్యుత్ అంతరాయం సంభవించకపోవచ్చు మరియు సర్క్యూట్ ఆర్సింగ్ లేకుండా డిస్‌కనెక్ట్ చేయబడుతుంది. అయితే, ఆచరణలో, దీన్ని చేయడం చాలా కష్టం, అందువల్ల ఆర్క్ యొక్క విలుప్తతను వేగవంతం చేయడానికి, ఆర్క్ స్పేస్ యొక్క శీతలీకరణను నిర్ధారించడానికి మరియు చార్జ్ చేయబడిన కణాల సంఖ్యను తగ్గించడానికి ప్రత్యేక చర్యలు తీసుకోబడతాయి.

డీయోనైజేషన్ ఫలితంగా, గ్యాప్ యొక్క విద్యుద్వాహక బలం క్రమంగా పెరుగుతుంది మరియు అదే సమయంలో దానిలో రికవరీ వోల్టేజ్ పెరుగుతుంది. ఈ విలువల నిష్పత్తి తరువాతి సగం వ్యవధిలో ఇంద్రధనస్సు వెలిగిపోతుందా లేదా అనే దానిపై ఆధారపడి ఉంటుంది. గ్యాప్ యొక్క విద్యుద్వాహక బలం వేగంగా పెరుగుతుంది మరియు రికవరీ వోల్టేజ్ కంటే ఎక్కువగా ఉంటే, ఆర్క్ ఇకపై మండించదు, లేకపోతే స్థిరమైన ఆర్క్ అందించబడుతుంది. మొదటి షరతు ఆర్క్ క్వెన్చింగ్ సమస్యను నిర్వచిస్తుంది.

స్విచ్ గేర్‌లో వివిధ ఆర్క్ క్వెన్చింగ్ పద్ధతులు ఉపయోగించబడతాయి.

ఆర్క్ విస్తరించడం

ఎలక్ట్రికల్ సర్క్యూట్ యొక్క డిస్కనెక్ట్ సమయంలో పరిచయాలు వేరు చేయబడితే, ఫలితంగా ఆర్క్ విస్తరించి ఉంటుంది.అదే సమయంలో, ఆర్క్ యొక్క శీతలీకరణ పరిస్థితులు మెరుగుపడతాయి ఎందుకంటే దాని ఉపరితల వైశాల్యం పెరుగుతుంది మరియు బర్నింగ్ కోసం మరింత వోల్టేజ్ అవసరం.

పొడవాటి ఆర్క్‌ను షార్ట్ ఆర్క్‌ల శ్రేణిగా విభజించడం

పరిచయాలు తెరిచినప్పుడు ఏర్పడిన ఆర్క్ K షార్ట్ ఆర్క్‌లుగా విభజించబడితే, ఉదాహరణకు మెటల్ గ్రిడ్‌లోకి లాగడం ద్వారా, అది ఆరిపోతుంది. సాధారణంగా, ఆర్క్ ఎడ్డీ ప్రవాహాల ద్వారా గ్రిడ్ ప్లేట్లలో ప్రేరేపించబడిన విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క ప్రభావంతో మెటల్ గ్రిడ్‌లోకి ప్రవేశపెట్టబడుతుంది. ఆర్క్ క్వెన్చింగ్ యొక్క ఈ పద్ధతి 1 kV కంటే తక్కువ వోల్టేజ్‌ల కోసం స్విచ్ గేర్‌లో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది, ప్రత్యేకించి ఆటోమేటిక్ ఎయిర్ స్విచ్‌లలో.

ఇరుకైన స్లాట్లలో ఆర్క్ శీతలీకరణ

చిన్న ఆర్క్‌లను ఆర్పివేయడం సులభతరం చేయబడింది. అందువలన, లో మారే పరికరాలు రేఖాంశ స్లాట్‌లతో ఆర్క్ చ్యూట్‌లు విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి (అటువంటి స్లాట్ యొక్క అక్షం ఆర్క్ సిలిండర్ యొక్క అక్షంతో దిశలో సమానంగా ఉంటుంది). ఇటువంటి గ్యాప్ సాధారణంగా ఇన్సులేటింగ్ ఆర్క్-రెసిస్టెంట్ పదార్థాలతో తయారు చేయబడిన గదులలో ఏర్పడుతుంది. చల్లని ఉపరితలాలతో ఆర్క్ యొక్క పరిచయం కారణంగా, దాని తీవ్రమైన శీతలీకరణ సంభవిస్తుంది, వాతావరణంలో చార్జ్డ్ కణాల వ్యాప్తి మరియు తదనుగుణంగా, వేగవంతమైన డీయోనైజేషన్.

ఫ్లాట్-సమాంతర గోడలతో స్లాట్లతో పాటు, పక్కటెముకలు, ప్రోట్రూషన్లు, పొడిగింపులు (పాకెట్స్) తో స్లాట్లు కూడా ఉపయోగించబడతాయి. ఇవన్నీ ఆర్క్ సిలిండర్ యొక్క వైకల్యానికి దారితీస్తాయి మరియు గది యొక్క చల్లని గోడలతో దాని పరిచయం యొక్క ప్రాంతాన్ని పెంచుతుంది.

ఆర్క్‌తో సంకర్షణ చెందే అయస్కాంత క్షేత్రం ద్వారా ఆర్క్ సాధారణంగా ఇరుకైన స్లాట్‌లలోకి లాగబడుతుంది, దీనిని కరెంట్-వాహక కండక్టర్‌గా భావించవచ్చు.

బాహ్య అయిస్కాంత క్షేత్రం ఆర్క్‌ను తరలించడానికి చాలా తరచుగా ఆర్క్ సంభవించే పరిచయాలతో సిరీస్‌లో కనెక్ట్ చేయబడిన కాయిల్ ద్వారా అందించబడుతుంది.అన్ని వోల్టేజీల కోసం పరికరాలలో ఇరుకైన స్లాట్ ఆర్క్ క్వెన్చింగ్ ఉపయోగించబడుతుంది.

అధిక పీడన ఆర్క్ ఆర్పివేయడం

స్థిరమైన ఉష్ణోగ్రత వద్ద, గ్యాస్ అయనీకరణ స్థాయి పెరుగుతున్న ఒత్తిడితో తగ్గుతుంది, అయితే వాయువు యొక్క ఉష్ణ వాహకత పెరుగుతుంది. అన్ని ఇతర విషయాలు సమానంగా ఉంటాయి, ఇది మెరుగైన ఆర్క్ శీతలీకరణకు దారితీస్తుంది. అధిక పీడనం ద్వారా ఆర్క్ ఆర్పివేయడం, గట్టిగా మూసివున్న గదులలో ఆర్క్ ద్వారా సృష్టించబడుతుంది, ఇది ఫ్యూజులు మరియు అనేక ఇతర పరికరాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.

నూనెలో ఆర్క్ క్వెన్చింగ్

ఉంటే పరిచయాలను మార్చడం నూనెలో ఉంచుతారు, అవి తెరిచినప్పుడు సంభవించే ఆర్క్ చమురు యొక్క తీవ్రమైన బాష్పీభవనానికి దారితీస్తుంది. ఫలితంగా, ఆర్క్ చుట్టూ గ్యాస్ బబుల్ (ఎన్వలప్) ఏర్పడుతుంది, ఇందులో ప్రధానంగా హైడ్రోజన్ (70 ... 80%), అలాగే చమురు ఆవిరి ఉంటుంది. విడుదలయ్యే వాయువులు నేరుగా అధిక వేగంతో ఆర్క్ సిలిండర్ ప్రాంతంలోకి చొచ్చుకుపోతాయి, బబుల్‌లో చల్లని మరియు వేడి వాయువును కలపడానికి కారణమవుతాయి, ఇంటెన్సివ్ శీతలీకరణను అందిస్తాయి మరియు తదనుగుణంగా, ఆర్క్ గ్యాప్ యొక్క డీయోనైజేషన్. అదనంగా, వాయువుల డీయోనైజింగ్ సామర్థ్యం చమురు యొక్క వేగవంతమైన కుళ్ళిపోయే సమయంలో సృష్టించబడిన బుడగ లోపల ఒత్తిడిని పెంచుతుంది.

చమురులో ఆర్క్ ఆర్క్ ప్రక్రియ యొక్క తీవ్రత ఎక్కువగా ఉంటుంది, ఆర్క్ చమురుతో సన్నిహితంగా ఉంటుంది మరియు చమురు ఆర్క్కి సంబంధించి వేగంగా కదులుతుంది. దీని ప్రకారం, ఆర్క్ గ్యాప్ క్లోజ్డ్ ఇన్సులేటింగ్ పరికరం ద్వారా పరిమితం చేయబడింది - ఆర్క్ చ్యూట్ ... ఈ గదులలో, ఆర్క్‌తో చమురు యొక్క దగ్గరి పరిచయం సృష్టించబడుతుంది మరియు ఇన్సులేటింగ్ ప్లేట్లు మరియు ఉత్సర్గ రంధ్రాల సహాయంతో, పని ఛానెల్‌లు ఏర్పడతాయి. దీని ద్వారా చమురు మరియు వాయువుల కదలిక, ఆర్క్ యొక్క ఇంటెన్సివ్ బ్లోఅవుట్ (బ్లోఅవుట్) అందిస్తుంది.

ఆపరేషన్ సూత్రం ప్రకారం ఆర్క్ చ్యూట్‌లు మూడు ప్రధాన సమూహాలుగా విభజించబడ్డాయి: స్వీయ-బ్లోయింగ్‌తో, ఆర్క్‌లో విడుదలయ్యే శక్తి కారణంగా ఆర్క్ ప్రాంతంలో అధిక పీడనం మరియు గ్యాస్ కదలిక వేగం సృష్టించబడినప్పుడు, ప్రత్యేక పంపింగ్ హైడ్రాలిక్ మెకానిజమ్స్ సహాయంతో చమురును బలవంతంగా ఊదడం, చమురులో మాగ్నెటిక్ క్వెన్చింగ్తో, ఆర్క్ అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క చర్యలో ఉన్నప్పుడు, అది ఇరుకైన ఖాళీలలోకి కదులుతుంది.

అత్యంత ప్రభావవంతమైన మరియు సరళమైన స్వీయ-పెంచే ఆర్క్ చ్యూట్‌లు... ఛానెల్‌లు మరియు ఎగ్జాస్ట్ ఓపెనింగ్‌ల స్థానాన్ని బట్టి, ఛాంబర్‌లు ప్రత్యేకించబడతాయి, దీనిలో ఆర్క్ యొక్క కరెంట్ (రేఖాంశ బ్లోయింగ్) వెంట గ్యాస్-స్టీమ్ మిశ్రమం మరియు చమురును ఇంటెన్సివ్ బ్లోయింగ్ లేదా ఆర్క్ ద్వారా (విలోమ బ్లోయింగ్) అందించబడుతుంది ). పరిగణించబడే ఆర్క్ ఆర్పివేయడం పద్ధతులు 1 kV కంటే ఎక్కువ వోల్టేజ్‌ల కోసం సర్క్యూట్ బ్రేకర్లలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడతాయి.

1 kV కంటే ఎక్కువ వోల్టేజ్‌ల కోసం పరికరాల్లో ఆర్క్‌ను ఆర్పివేయడానికి ఇతర పద్ధతులు

ఆర్క్‌ను ఆర్పివేయడానికి పై పద్ధతులతో పాటు, అవి కూడా ఉపయోగిస్తాయి: సంపీడన గాలి, దీని ప్రవాహం ఆర్క్‌ను వెంట లేదా అంతటా వీస్తుంది, దాని తీవ్రమైన శీతలీకరణను నిర్ధారిస్తుంది (గాలికి బదులుగా, ఇతర వాయువులు ఉపయోగించబడతాయి, తరచుగా ఘన వాయువు-ఉత్పత్తి నుండి పొందబడతాయి. పదార్థాలు - ఫైబర్స్, వినైల్ ప్లాస్టిక్, మొదలైనవి - మండే ఆర్క్ ద్వారా వాటి కుళ్ళిన ఖర్చుతో), SF6 (సల్ఫర్ హెక్సాఫ్లోరైడ్), ఇది గాలి మరియు హైడ్రోజన్ కంటే అధిక విద్యుత్ బలాన్ని కలిగి ఉంటుంది, దీని ఫలితంగా ఈ వాయువులో మండే ఆర్క్ వాతావరణ పీడనం వద్ద కూడా త్వరగా ఆరిపోతుంది, పరిచయాలను తెరిచినప్పుడు అత్యంత అరుదైన వాయువు (వాక్యూమ్), దీనిలో ఆర్క్ చేస్తుంది సున్నా ద్వారా కరెంట్ యొక్క మొదటి పాసేజ్ తర్వాత మండించదు (ఆరిపోతుంది).