19. Caracteristicile arcului electric Caracteristicile arcului electric

Caracteristicile arcului electric pot fi statice sau dinamice, dupa cum viteza de variatie a intensitatii curentului prin arc este nula sau nu. Arcului electric amorsat in curentul continuu ii sunt proprii atat caracteristici statice cat si dinamice, in timp ce pentru arcul de curent alternativ se stabilesc numai caracteristici dinamice , datorita caracterului cvasistationar al unui astfel de curent.

In figura 3.4. sunt prezentate caracteristicile volt – amper ale unui arc electric de curent continuu, obtinute pentru diferite lungimi l, constante, ale coloanei de arc. Forma curbelor se explica prin faptul ca la cresterea intensitatii curentului are loc o crestere a temperaturii in coloana arcului care determina o crestere importanta a conductivitatii gazului si care are drept efect scaderea tensiunii Ua.Caracteristicile volt – amper dinamice se obtin pentru lungimi constante ale coloanei arcului, in conditii in care vateza de variatie a intensitatea curentului dI/dt este nenula.In figura 3.5. sunt prezentate caracteristicile volt – amper dinamice pentru un arc

electric de curent continuu avand lungimea l, la diferite viteze, , de variatie a

intensitatii curentului. Arcul electric se amorseaza la tensiunea Uam, valorile tensiunii de stingere, Ust, fiind cu atat mai mici cu cat este mai mare viteza de scadere a intensitatii curentului.Fenomenul de histerezis propriu acestor caracteristici, se explica prin inertia termica a arcului electric.Caracteristicile volt – amper reprezentate in figurile 3.4 , 3.5 scot in evidenta faptul ca arcul electric reprezinta un element de circuit cu rezistenta neliniara. In literatura de specialitate sunt cunoscute mai multe tipuri de functii utilizate pentru aproximarea analitica a caracteristicilor Ua(I) ale arcului electric.In acest sens se poate mentiona functia stabila de Ayrton :

Ua si I reprezinta tensiunea arcului, respectiv intensitatea curentului prin coloana de arc, l – lungimea arcului electric , iar - constantele de material.Utilizata in calcule este su functia propusa de Nottingham :

, Unde a, b, c, d sunt constante de material, l – lungimea coloanei arcului, T – temperatura de vaporizare a anodului, considerata in .

1

19. Caracteristicile arcului electric In functiile de aproximare nu se tine seama de independenta caderilor de tensiune la electrozi (Uc, Uad) in raport cu lungimea l a coloanei arcului. Acest ascpect este continut in functia de aproximare a lui Rieder , care are expresia :

Spre deosebire de arcul electric de curent continuu, arcul de curent alternativ se constituie ca un proces dinamic.

Caracteristicile volt –amper ale arcului electric de c.a. se obtin pe cale grafica, prin eliminarea timpului t, intre curbele si date, pentru aceiasi lungime l a coloanei de arc , fig 3.6.a.Tensiunea de arc pe durata unei semiperioade prezinta trei valori caracteristice :

- tensiunea de amorsare (Uam) corespunzatoare momentului amorsarii arcului

- o valoare minima care apare inaintea valorii In- a intensitatii i(t) a curentului si tensiunea de stingereUst ,

corespunzatoare stingerii arcului electric.Datorita amorsarilor si stingerilor , repetate in fiecare semiperioada, curentul i(t) care parcurgecoloana arcului electric este nesinusoidala.Caracteristica volt – amper dinamica obtinuta in figura 3.6.b. evidentiaza fenomenul de histerezis termic, specific arcului electric, care insa, la frecventa inalte se atenueaza.Caracteristicile volt amper ale arcului electric servesc pentru studiul acestui proces, orientat cu precadere spre gasirea unor solutii tehnice cat mai eficiente pentru stingerea arcului electric amortizat intre contactele echipamentelor de comutatie.

2