Какие условия нужны чтобы образовалась электрическая дуга?
В высоковольтной трехфазной проводке, без короткого замыкания. Уже два раза по непонятным причинам на работе сгорают медные провода подсоединенные к электротенам на 9Кват в месте их подсоединения. Что еще можно попробовать кроме изолирования каждого провода по отдельности (в месте подключения они находятся в 2см от друг друга)?
Ну вот и прояснилось) При таком напряжение образование дуги возможно только в случае обгорания проводника в месте контакта. И в случае многожильного проводника. Когда жилы прогорают одна за другой, сопротивление у контакта увеличивается, следовательно растет и значение падение напряжение в этом месте. До той поры пока не случится пробой. Проверьте этим калькулятором вашу линию. Достаточно ли сечение? Замените в любом случае ваш кабель на кабель с цельной проводником. Особое внимание обратите на хороший электрический контакт. Окислы зачистить шкуркой или напильником. Проводник лучше всего оконцевать.
Причина проста. К контакту подключен одножильный провод сечением 2,5 кв. мм. В этом случае нет хорошего контакта, в месте соединения большое сопротивление и провод разрушается. Нужно подключить многожильный провод общей площадью не менее 4 кв. мм к контакту и хорошо его закрепить, в этом случае площадь контакта между выводом нагревателя и проводом будет большой. Нужно знать, что 1 кв. мм медного провода допускает ток в пределах 10 А, а при мощности в 9000 вт ток будет не менее 41 А в сети 220 В и около 25 А при подключении к фазам. В последнем случае сечение не менее 2,5 кв. мм.
Но начинать работу нужно с учебника физики.
Андрей48 [2203] для тенов 9 КВт при напряжении 380В надо использовать провод с сечением НЕ МЕНЕЕ 4 мм.кв. Ваши 2.5мм. кв это очень и очень мало. И как тут уже писалось используйте наконечники для подсоединения к тенам.
P.S. Кстати никогда не встречал ВВГ многопроволочный 4*2,5, вообщето такое сечение у ВВГ всегда идет с моножилой. Насколько я знаю у ВВг многожильные идут только от 120мм.кв
. по непонятным причинам . сгорают медные провода . в месте их подсоединения
Причина понятна. Плохое "место их подсоединения". Неплотно соединяются провода с теном, с зазором или не все жилы работают. То есть в месте соединения сечение проводника самое маленькое, плотность тока выше, температура выше. Вот и обгорают.
Провода могут отгарать по двум причинам:
1.Недостаточное сечение проводника по мощности
2.Слабый контакт провода с потребителем.
p.s. В зависимости от длины кабеля выбирайте сечение фазных жил не менее 6 мм кв. по меди ( на длину кабеля более 10м — 10мм кв. ), или соответственно по алюминию — 10-16мм кв.
Я так понял, У Вас просто отгорают провода в месте подключения к ТЭНам.
По-моему достаточно обеспечить надежный контакт провода и ТЭНа, для этого провода нужно надежно заделать в наконечник используя обжимку и тугоплавкий припой. Контактную площадку на ТЭНе зачистить напильником или наждачной бумагой и как можно сильнее затянуть резьбовое соединение.
Еще, посчитайте сечение подводящего кабеля, при использовании медного провода и потребляемой мощности 9 квт, каждая жила должна быть не мене четырех кв.мм. Лучше взять больше, с запасом.
По образованию дуги — не понял где она образуется и при каких условиях. Возможно, это просто искрение в месте плохого контакта.
Процесс образования электрической дуги и способы ее гашения
При размыкании электрической цепи возникает электрический разряд в виде электрической дуги. Для появления электрической дуги достаточно, чтобы напряжение на контактах было выше 10 В при токе в цепи порядка 0,1А и более. При значительных напряжениях и токах температура внутри дуги может достигать 3 — 15 тыс. °С, в результате чего плавятся контакты и токоведущие части.
При напряжениях 110 кВ и выше длина дуги может достигать нескольких метров. Поэтому электрическая дуга, особенно в мощных силовых цепях, на напряжение выше 1 кВ представляет собой большую опасность, хотя серьезные последствия могут быть и в установках на напряжение ниже 1 кВ. Вследствие этого электрическую дугу необходимо максимально ограничить и быстро погасить в цепях на напряжение как выше, так и ниже 1 кВ.
Причины возникновения электрический дуги
Процесс образования электрической дуги может быть упрощенно представлен следующим образом. При расхождении контактов вначале уменьшается контактное давление и соответственно контактная поверхность, увеличиваются переходное сопротивление ( плотность тока и температура — начинаются местные (на отдельных участках площади контактов) перегревы, которые в дальнейшем способствуют термоэлектронной эмиссии, когда под воздействием высокой температуры увеличивается скорость движения электронов и они вырываются с поверхности электрода.
В момент расхождения контактов, то есть разрыва цепи, на контактном промежутке быстро восстанавливается напряжение. Поскольку при этом расстояние между контактами мало, возникает электрическое поле высокой напряженности, под воздействием которого с поверхности электрода вырываются электроны. Они разгоняются в электрическом поле и при ударе в нейтральный атом отдают ему свою кинетическую энергию. Если этой энергии достаточно, чтобы оторвать хотя бы один электрон с оболочки нейтрального атома, то происходит процесс ионизации.
Образовавшиеся свободные электроны и ионы составляют плазму ствола дуги, то есть ионизированного канала, в котором горит дуга и обеспечивается непрерывное движение частиц. При этом отрицательно заряженные частицы, в первую очередь электроны, движутся в одном направлении (к аноду), а атомы и молекулы газов, лишенные одного или нескольких электронов, — положительно заряженные частицы — в противоположном направлении (к катоду). 
Проводимость плазмы близка к проводимости металлов.
В стволе дуги проходит большой ток и создается высокая температура. Такая температура ствола дуги приводит к термоионизации — процессу образования ионов вследствие соударения молекул и атомов, обладающих большой кинетической энергией при высоких скоростях их движения (молекулы и атомы среды, где горит дуга, распадаются на электроны и положительно заряженные ионы). Интенсивная термоионизация поддерживает высокую проводимость плазмы. Поэтому падение напряжения по длине дуги невелико.
В электрической дуге непрерывно протекают два процесса: кроме ионизации, также деионизация атомов и молекул. Последняя происходит в основном путем диффузии, то есть переноса заряженных частиц в окружающую среду, и рекомбинации электронов и положительно заряженных ионов, которые воссоединяются в нейтральные частицы с отдачей энергии, затраченной на их распад. При этом происходит теплоотвод в окружающую среду.
Таким образом, можно различить три стадии рассматриваемого процесса: зажигание дуги, когда вследствие ударной ионизации и эмиссии электронов с катода начинается дуговой разряд и интенсивность ионизации выше, чем деионизации, устойчивое горение дуги, поддерживаемое термоионизацией в стволе дуги, когда интенсивность ионизации и деионизации одинакова, погасание дуги, когда интенсивность деионизации выше, чем ионизации.
Способы гашения дуги в коммутационных электрических аппаратах
Для того чтобы отключить элементы электрической цепи и исключить при этом повреждение коммутационного аппарата, необходимо не только разомкнуть его контакты, но и погасить появляющуюся между ними дугу. Процессы гашения дуги, так же как и горения, при переменном и постоянном токе различны. Это определяется тем, что в первом случае ток в дуге каждый полупериод проходит через нуль. В эти моменты выделение энергии в дуге прекращается и дуга каждый раз самопроизвольно гаснет, а затем снова загорается.
Практически ток в дуге становится близким нулю несколько раньше перехода через нуль, так как при снижении тока энергия, подводимая к дуге, уменьшается, соответственно снижается температура дуги и прекращается термоионизация. При этом в дуговом промежутке интенсивно идет процесс деионизации. Если в данный момент разомкнуть и быстро развести контакты, то последующий электрический пробой может не произойти и цепь будет отключена без возникновения дуги. Однако практически это сделать крайне сложно, и поэтому принимают специальные меры ускоренного гашения дуги, обеспечивающие охлаждение дугового пространства и уменьшение числа заряженных частиц.
В результате деионизации постепенно увеличивается электрическая прочность промежутка и одновременно растет восстанавливающееся напряжение на нем. От соотношения этих величин и зависит, загорится ли на очередную половину периода дуга или нет. Если электрическая прочность промежутка возрастает быстрее и оказывается больше восстанавливающего напряжения, дуга больше не загорится, в противном же случае будет обеспечено устойчивое горение дуги. Первое условие и определяет задачу гашения дуги.
В коммутационных аппаратах используют различные способы гашения дуги.
При расхождении контактов в процессе отключения электрической цепи возникшая дуга растягивается. При этом улучшаются условия охлаждения дуги, так как увеличивается ее поверхность и для горения требуется большее напряжение.
Деление длинной дуги на ряд коротких дуг
Если дугу, образовавшуюся при размыкании контактов, разделить на К коротких дуг, например затянув ее в металлическую решетку, то она погаснет. Дуга обычно затягивается в металлическую решетку под воздействием электромагнитного поля, наводимого в пластинах решетки вихревыми токами. Этот способ гашения дуги широко используется в коммутационных аппаратах на напряжение ниже 1 кВ, в частности в автоматических воздушных выключателях.
Охлаждение дуги в узких щелях
Гашение дуги в малом объеме облегчается. Поэтому в коммутационных аппаратах широко используют дугогасительные камеры с продольными щелями (ось такой щели совпадает по направлению с осью ствола дуги). Такая щель обычно образуется в камерах из изоляционных дугостойких материалов. Благодаря соприкосновению дуги с холодными поверхностями происходят ее интенсивное охлаждение, диффузия заряженных частиц в окружающую среду и соответственно быстрая деионизация.
Кроме щелей с плоскопараллельными стенками, применяют также щели с ребрами, выступами, расширениями (карманами). Все это приводит к деформации ствола дуги и способствует увеличению площади соприкосновения ее с холодными стенками камеры.
Втягивание дуги в узкие щели обычно происходит под действием магнитного поля, взаимодействующего с дугой, которая может рассматриваться как проводник с током.
Внешнее магнитное поле для перемещения дуги наиболее часто обеспечивают за счет катушки, включаемой последовательно с контактами, между которыми возникает дуга. Гашение дуги в узких щелях используют в аппаратах на все напряжения.
Гашение дуги высоким давлением
При неизменной температуре степень ионизации газа падает с ростом давления, при этом возрастает теплопроводность газа. При прочих равных условиях это приводит к усиленному охлаждению дуги. Гашение дуги при помощи высокого давления, создаваемого самой же дугой в плотно закрытых камерах, широко используется в плавких предохранителях и ряде других аппаратов.
Гашение дуги в масле
Если контакты выключателя помещены в масло, то возникающая при их размыкании дуга приводит к интенсивному испарению масла. В результате вокруг дуги образуется газовый пузырь (оболочка), состоящий в основном из водорода (70. 80 %), а также паров масла. Выделяемые газы с большой скоростью проникают непосредственно в зону ствола дуги, вызывают перемешивание холодного и горячего газа в пузыре, обеспечивают интенсивное охлаждение и соответственно деионизацию дугового промежутка. Кроме того, деионизирующую способность газов повышает создаваемое при быстром разложении масла давление внутри пузыря.
Интенсивность процесса гашения дуги в масле тем выше, чем ближе соприкасается дуга с маслом и быстрее движется масло по отношению к дуге. Учитывая это, дуговой разрыв ограничивают замкнутым изоляционным устройством — дугогасительной камерой . В этих камерах создается более тесное соприкосновение масла с дугой, а при помощи изоляционных пластин и выхлопных отверстий образуются рабочие каналы, по которым происходит движение масла и газов, обеспечивая интенсивное обдувание (дутье) дуги.
Дугогасительные камеры по принципу действия разделяют на три основные группы: с автодутьем, когда высокие давление и скорость движения газа в зоне дуги создаются за счет выделяющейся в дуге энергии, с принудительным масляным дутьем при помощи специальных нагнетающих гидравлических механизмов, с магнитным гашением в масле, когда дуга под действием магнитного поля перемещается в узкие щели.
Наиболее эффективны и просты дугогасительные камеры с автодутьем . В зависимости от расположения каналов и выхлопных отверстий различают камеры, в которых обеспечивается интенсивное обдувание потоками газопаровой смеси и масла вдоль дуги (продольное дутье) или поперек дуги (поперечное дутье). Рассмотренные способы гашения дуги широко используются в выключателях на напряжение выше 1 кВ.
Другие способы гашения дуги в аппаратах на напряжение выше 1 кВ
Кроме указанных выше способов гашения дуги, используют также: сжатый воздух, потоком которого вдоль или поперек обдувается дуга, обеспечивая ее интенсивное охлаждение (вместо воздуха применяются и другие газы, часто получаемые из твердых газогенерирующих материалов — фибры, винипласта и т. п. — за счет их разложения самой горящей дугой), элегаз (шестифтористая сера), обладающий более высокой электрической прочностью, чем воздух и водород, в результате чего дуга, горящая в этом газе, даже при атмосферном давлении достаточно быстро гасится, высокоразреженный газ (вакуум), при размыкании контактов в котором дуга не загорается вновь (гаснет) после первого прохождения тока через нуль.
Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Набор для сборки Электродуга V1
Как сделать плазму в домашних условиях? Нужно лишь создать генератор высокого напряжения, скажем 10 кВ. Такого напряжения будет достаточно, чтобы между двумя электродами зажечь сантиметровую электрическую дугу. Собственно, дуга — это и есть плазма. Во время пролёта электронов в воздухе, атомы последнего ионизируются, переводя газ в состояние плазмы.
Чтобы собрать такой генератор потребуется всего несколько деталей:
Самый главный элемент генератора — высокочастотный трансформатор (сверху слева). Такие применялись для строчной развёртки в телевизорах, поэтому называются «строчниками».
Не менее важный элемент — транзистор (снизу слева). С помощью транзистора в цепи создаётся переменное напряжение, без которого не будет работать трансформатор.
Диод нужен для того, чтобы на базу транзистора всегда попадало напряжение правильной полярности.
Резистор ограничивает напряжение на базе транзистора.
Радиатор позволяет отводить от транзистора избыточное тепло, защищая его от перегрева.
Наконец, винтовой терминал служит для подключения источника питания к схеме генератора.
Все эти элементы есть в готовом наборе.
Порядок сборки
Для сборки схемы потребуется паяльник, немного припоя и флюс. Рекомендуем использовать жидкий флюс, например, ЛТИ-120.
1. Начинать монтаж лучше с самых мелких элементов. Так что первыми припаиваем резистор и диод. У диода есть полярность. Серой полоской отмечен катод диода. На плате схематичное изображение диода также имеет полоску, при монтаже они должны совпасть.
2. На втором этапе припаиваем трансформатор. Здесь важно разобраться, какие провода куда паять.
В плате есть три отверстия под контакты трансформатора. Если смотреть на плату, как на фотографии ниже, в левое отверстие попадает тонкий левый провод трансформатора. В центральное отверстие вставляется толстый левый провод и тонкий правый, вместе. Наконец, в правое отверстие впаиваем правый толстый провод.
Важный момент. Обмотка трансформатора представляет собой лакированный провод, так что просто так припаять его к плате не получится. Чтобы припой прилип, необходимо зачистить кончики проводов канцелярским ножом.
3. Теперь разберемся с транзистором. У него есть лицевая сторона и обратная, на которой виднеется металл. Прикладываем транзистор обратной стороной к радиатору и скручиваем их винтом.
Вставляем получившуюся сборку в плату, смачиваем выводы флюсом и хорошо пропаиваем.
4. Впаиваем винтовой терминал и выключатель.
Включение и меры предосторожности
Генератор высоковольтной дуги — не игрушка. Вообще, слова «плазма», «высоковольтный», «электрический разряд» — это всё для тех, кто хорошо понимает опасность электричества и умеет с ним обращаться. Если вы не умеете обращаться с бытовой сетью 220В, не собирайте данное устройство.
Что будет, если прикоснуться к электроду пальцем? По поверхности тела пробежит высокочастотный ток. Это достаточно безопасно для взрослого человека. Существуют даже опыты, когда человек одной рукой держится за электрод катушки Тесла, а другой за электролюминесцентную лампа, которая, естественно, зажигается. Однако, даже сам Тесла всегда соблюдал меры предосторожности и не допускал вольностей с электричеством.
Что будет, если отнести электрод на несколько миллиметров от пальца? Дуга ударит в кожу. Больно ли это?
С одной стороны, плазма — высокотемпературное состояние вещества. Температура дуги достигает нескольких десятков тысяч градусов. С другой стороны, энергия собираемого нами устройства мала, и выделяемое дугой тепло будет мгновенно рассеяно по массе пальца. Взрослый человек почувствует не более, чем покалывание.
Рекомендуется придумать для схемы какой-то корпус, чтобы не держать её голыми пальцами. В общем, будьте осторожны!
Запуск
Для запуска устройства понадобится источник питания с силой тока не менее 2 Ампер и напряжением от 3 до 15 Вольт.
Подключаем провода от источника к винтовому терминалу. Располагаем высоковольтные выводы трансформатора таким образом, чтобы между ними образовался зазор 1 см. Включаем переключатель. Наблюдаем электрическую дугу!
Как сделать электрическую дугу
Дуговой разряд является частным случаем электрического разряда. Он имеет ряд свойств, отличающих его от других видов. Такой разряд может возникать как на постоянном, так и на переменном токе. Во втором случае он сопровождается звуком.Вам понадобится
Ознакомьтесь с отличительными свойствами дугового разряда. Во-первых, он является непрерывным. Во-вторых, горит он при атмосферном давлении, либо при давлении, превышающем атмосферное. В-третьих, он имеет форму светящегося шнура, середина которого поднимается вверх под действием нагрева. По этой причине канал разряда принимает форму дуги, в связи с чем, он и называется дуговым. При большой интенсивности разряд нагревает электроды и начинается термоэлектронная эмиссия. Тогда падение напряжения между электродами уменьшается. Дуговой разряд всегда имеет отрицательное динамическое сопротивление и требует ограничения тока.
Соберите преобразователь напряжения на основе телевизионного строчного трансформатора. Схему преобразователя выберите в зависимости от типа имеющегося у вас трансформатора. Сам трансформатор выберите такой, чтобы у него не было встроенного выпрямителя (так называемый ТДКС не подойдет). Мощность преобразователя не должна превышать нескольких ватт. Ни в коем случае не подключайте к его выходу какие-либо выпрямители или умножители. На холостом ходу преобразователь должен вырабатывать напряжение в несколько киловольт.
Возьмите два обычных гвоздя. Хорошо закрепите их на негорючем диэлектрическом основании таким образом, чтобы расстояние между их остриями составляло несколько миллиметров. Подключите их к выключенному преобразователю.
Включите преобразователь. Между электродами зажжется дуга. Проводите опыт в проветриваемом помещении, поскольку при разряде выделяется озон. Не касайтесь электродов и выходных цепей преобразователя, не пытайтесь вносить в дугу пальцы и токопроводящие предметы.
Попробуйте внести в дугу фитиль обычной парафиновой свечи. Если мощность достаточно высока, она загорится.
Не делайте опыты продолжительными, поскольку дуга создает заметные радиопомехи. Сразу после окончания опыта выключите преобразователь и погасите зажженную от дуги свечу.