Чому електрична дуга в комутаторі віддає перевагу вигнутому шляху через прямий шлях?

14

Нещодавно я виявив, що це відео на 500 кіловольт лінії відкривається під навантаженням.

Коли контакти комутатора розірвані, електрична дуга передбачувано починається. Хоча контакти розташовані близько один до одного, дуга проходить по прямому шляху між контактами. Потім, коли контакти відтягуються далі, дуга починає згинатися і перетворюватися на круту криву і її довжина стає в кілька разів більша, ніж відстань між контактами. Потім нарешті дуга просто згасає.

Це не має для мене сенсу. Як я бачу, дуга повинна пройти шлях найменшого опору, і це явно прямий шлях, а не крута крива. Навіть більше, якщо дуга піде вигнутою стежкою, чому б вона раптово згасала, а не просто брала менш вигнутий шлях меншого опору і продовжувала бігти?

Чому дуга поводиться так - спочатку віддає перевагу вигнутому шляху, а потім раптом згасає?

switches high-voltage power-engineering

— гострий зуб
джерело

3

Тут є багато відповідей, але фізика може дати кращу відповідь.

— Kellenjb

10

Це був коментар, але посилання були занадто довгими.

Як і те, що сказали інші - шукайте " магнітний видув " і будьте вражені. Більше для DC, але, безумовно, не тільки. Магніт використовується для відхилення дуги, щоб вона подовжувалась і виходила з ладу

Оснащений навіть дуже маленькими і звичайними комутаційними пристроями. Багато з цих та цих

введіть тут опис зображення

Навіть Тесла це зробив :-)

введіть тут опис зображення

Інтерес лише - звідси

ЕКСПЕРИМЕНТИ З АЛЬТЕРНАТИМНИМИ СТРУМЕНТАМИ ВИСОКОГО ПОТЕНЦІАЛУ ТА ВИСОКОЇ ЧАСТОТИ.

Автор НІКОЛА ТЕСЛА.

ЛЕКЦІЯ, ДОСТАВЧЕНА ДО ІНСТИТУЦІЇ ЕЛЕКТРОТЕХНІКІВ, ЛОНДОН.
З портретно-біографічним ескізом автора.
Нью-Йорк: 1892 рік

— Рассел Макмахон
джерело

Ого. Так це не залежить від конвекції, чи не так? Що станеться, якщо в ланцюзі є вихід з ладу, що живить магніти?

— гострий зуб

2

@sharptooth - Як було сказано вище - це КАЖА ЯК конвекція. Більше в постійному використанні, але змінного струму також. Часто постійні магніти в невеликих вимикачах. У системах з високою напругою дуга завжди зупинятиметься. Врешті :-).

— Рассел Макмахон

1

Але у відео немає такої системи, правда?

— clabacchio

18

Є два комбіновані явища:

Струм вибирає завжди найменш резистивний шлях, не обов'язково найкоротший, як це легко довести фізичними схемами;
Такі високі напруги та струми мають іонізуючу дію на навколишнє повітря (електрони позбавляються атомів), що призводить до того, що він стає більш провідним в тій місцевості, де цей струм тече, але в той же час також гарячіший; це гаряче повітря легше, ніж навколишнє холодніше повітря, тому воно починає йти вгору, але все ж залишає цей "провідний" шлях, по якому продовжує текти струм.

Цей процес закінчується, коли шлях більш провідного повітря стає занадто резистивним для достатнього струму, що протікає в ньому, і іонізоване повітря піднімається вгору, замінюючись «нормальним» і менш провідним повітрям, що недостатньо провідним для створення дуги. Ймовірно, дуга була викликана подією, таким перенапругою або просто, як в одному з відео, об'єктом, який знизив опір між двома контактами; АБО, як у відео в прикладі, перемикач, який відкривається. Коли дуга згасає, це також тому, що ця тригерна подія припинилася.

— клабаччо
джерело

Чому дуга раптово згасає?

— гострий зуб

Я вважаю, що це зупинилося, тому що станція на верхній течії відключила живлення. Я думаю, якби він розвіявся через підвищений опір, він би перезапустився в нижній точці (як драбина Якоба).

— W5VO

@ W5VO, але якщо ви подивитесь на відео, яке опублікував Нік, драбина зупиняється, поки нова подія не змусить її запуститися знову.

— clabacchio

1

мені здалося, що до моменту погашення розрядки на довгому шляху розрив між відкритими контактами розширився до того, що 500 кВ вже не може просто пробивати звичайне повітря в зазор.

— JustJeff

1

@clabacchio - я повинен дотримуватися своєї точки зору. Шлях розряду може бути довшим, петлюючи над зазором, як це відбувається, але цей шлях складається з гарячого, іонізованого повітря; незважаючи на те, що він довший на відстані, він менший опір, ніж холодне повітря прямого шляху в зазорі. Якщо ви грали з високою напругою, наприклад, навіть з неоновим знаковим трансформатором, ви повинні знати, що ви завжди можете вивести іскру довше, ніж зазор, необхідний для удару дуги, і як тільки іскра загубиться, вам доведеться підвести провідники. ближче, щоб розпочати його знову.

— JustJeff

4

Повітря іонізується спочатку і утворюється дуга. Будучи повітряним і гарячим, воно піднімається.

Іонізований «тунельний» повітря піднімається і «розривається», в той момент дуга згасає.

— Олі Глазер
джерело

1

Насправді вимикач покладається на конвекцію для розриву дуги?

— гострий зуб

@sharptooth У цьому випадку здається, що :) і той факт, що теоретично, коли дуга згасає, контакти занадто далеко один для одного для створення дуги

— clabacchio

2

@sharptooth - Загалом, ні. Опубліковане відео було збоєм у системі. Як правило, вимикачі розроблені так, що вони відкриваються дуже швидко і на достатньо широку відстань, щоб надійно і безпечно гасити («гасити») дугу. Насправді є декілька потужних вимикачів, які навмисно створюють повітряний струмінь між контактами, щоб швидше зупинити дугу, коли перемикач відкриється.

— Вонор Коннор

3

Дуга іонізує повітря. Повітря має кінцевий опір, тому воно нагрівається, коли через нього тече струм. По мірі нагрівання він стає більш буйним і піднімається. Струм просто йде шляхом найменшого опору.

Сходи Якова - це пристрій візуальних ефектів, який працює за цим принципом. Деякі лабораторні сцени у фільмі Франкенштейна відображають його. На YouTube є кілька відео зі сходів Якова ( ось одне ).

EDIT: Погляньте уважно на початок експерименту в ОП. Ви помітите, що дуга починається з чогось палаючого по прямій горизонтальній лінії. Тут прогорів один провідник, який встановив початкову дугу (тунель іонізованого повітря).

— Нік Алексєєв
джерело

Чому дуга раптово згасає?

— гострий зуб

@sharptooth Опис відео YouTube у вашому ОП говорить, що дуга живилася від реактора. Я не впевнений, що означає цей термін у системах передачі енергії, але я думаю, що реактор зберігає енергію як магнітне поле. Після закінчення експерименту енергія, що зберігається в реакторі, може розсіюватися. Екіпаж, можливо, також припинив живлення, яке живило дугу.

— Нік Алексєєв