Здравствуйте уважаемые читатели моего канала. Хотел сегодня поговорить об электрической дуге. Меня это явление и завораживает и пугает одновременно, сегодня расскажу почему.
Каждый в своей жизни сталкивался с грозой и видел молнию. Эти мощнейшие электрические разряды, за которыми интересно наблюдать дома из-за окна, но совсем не хочется выходить на улицу. Так вот молния и электрическая дуга очень схожи по своей природе, эти явления входят в одно семейство.
Рассмотрим как это работает по-простому, сильно не углубляясь. Во время грозы имеем на земле потенциал равный нулю, в грозовых облаках потенциал равный миллионам вольт, но молнии еще нет. Постепенно воздух ионизируется, появляется много атомов с положительным либо отрицательным зарядом. Как только их набирается необходимое количество, происходит разряд в землю - удар молнии. С электрической дугой история примерно похожа. Электрическая дуга - это движение тока по воздуху, точнее сказать в плазме.
На фото выше мы видим электрическую дугу между фазными проводами высоковольтной ЛЭП. В нормальном состоянии воздух там конечно ионизирован, но недостаточно для появления дуги. Нужен какой-то внешний фактор. В данном случае этим внешним фактором послужил летающий змей. Точнее нить, которая его удерживает. При полете змея, нить коснулась двух фаз, чего хватило для электрического разряда. При прохождении тока во время разряда сильно выросла температура по линии разряда. Из-за большой температуры воздух крайне быстро стал ионизироваться, пошел большой ток и воздух превратился в раскаленную плазму. По итогу нить сгорела, но дала необходимый толчок, для образования электрической дуги.
На данном принципе работает одна из первых лампочек - свеча Яблочкова. Общий вид можно наблюдать на рисунке ниже. При подаче напряжения на черные электроды, ток проходит через красный проводник, проводник сгорает и образуется электрическая дуга. Дуга горит, постепенно разрушает угольные электроды и дает свет.
Если смотреть на электрическую дугу с точки зрения энергетиков, то она является чрезвычайно вредным явлением. Энергетики всеми силами пытаются от нее избавиться. Почему так? Потому, что кроме яркого света
электрическая дуга обладает очень большой температурой (тысячи градусов). Такая температура плавит все, что угодно, разрушает контакты, оборудование. Рассмотрим где она чаще всего появляется. Чаще всего она появляется при оперировании коммутационными аппаратами, при разрыве электрической цепи. Любой коммутационный аппарат, будь то рубильник, разъединитель, отделитель, автоматический выключатель, можно представить как пару контактов, которая смыкается и размыкается (красные квадраты).
При замкнутых контактах по цепи протекает ток, разрывая цепь всегда проскакивает разряд, который разогревает и ионизирует воздух, создавая условия для появления дуги. Чем выше ток в такой цепи, тем больше шансов посмотреть на электрическую дугу. Что предпринимается для минимизации ущерба? При расчете любого коммутационного аппарата на этапе разработки просчитывается влияние электрической дуги. Самое простое, что предпринимается - это расстояние между контактами в отключенном положении. Чем оно больше, тем труднее дуге поддерживать свое состояние. Это применяется в открытых коммутационных аппаратах, таких как рубильники и разъединители. Но не стоит забывать, что контакт следует разрывать резко и на всю длину. При медленном разрывании контакта может зародиться небольшая дуга, которая за доли секунд подготовит почву и перерастет в большую.
В автоматических выключателях устанавливаются дугогасительные камеры, которые выглядят, как набор пластин. При появлении дуги она как бы разрезается этими пластинами и затухает.
В выключателях более высоких напряжений контакты работают не в среде воздуха, а например масла, либо газа. Есть много самых разных конструкций, цель которых сделать работу безопасной и спасти электрические контакты коммутационных аппаратов, да и в целом оборудование.
Но нельзя сказать однозначно, что электрическая дуга - это зло. Совсем нет, есть электрооборудование которое работает используя это явление. Самым простым является сварочный аппарат. При сварке электродом разжигается сварочная дуга, которая разогревает металл и плавит электрод, при больших температурах все это превращается в однородный металл.
Вот мы и рассмотрели данное явление. Завораживает меня электрическая дуга своей красотой и огромной работой, которую она может произвести находясь под контролем. А пугает своей разрушительной мощью, когда этот контроль утрачен.
Спасибо за внимание. Если понравилась статья ставьте "нравится", делитесь эмоциями в комментариях. На канале Вы найдете много интересных и познавательных статей о электричестве. Вы также можете предлагать темы, о которых хотели бы почитать. Всем добра.