Электрическая дуга это: Электрическая дуга — Что такое Электрическая дуга?

Электрическая дуга — Что такое Электрическая дуга?

Электрическая дуга (вольтова дуга, дуговой разряд) — физическое явление, один из видов электрического разряда в газе.

Электрическая дуга первые была описана в 1802 г. русским ученым В. Петровым.
Она является частным случаем 4^й формы состояния вещества — плазмы — и состоит из ионизированного, электрически квазинейтрального газа.
Присутствие свободных электрических зарядов обеспечивает проводимость электрической дуги.

Электрическая дуга между 2^мя электродами в воздухе при атмосферном давлении образуется следующим образом.
При увеличении напряжения между двумя электродами до определенного уровня в воздухе между электродами возникает электрический пробой.
Напряжение электрического пробоя зависит от расстояния между электродами и пр.
Зачастую для инициирования пробоя при имеющемся напряжении электроды приближают друг к другу.

Во время пробоя между электродами обычно возникает искровой разряд, импульсно замыкая электрическую цепь.
Электроны в искровых разрядах ионизируют молекулы в воздушном промежутке между электродами.
При достаточной мощности источника напряжения в воздушном промежутке образуется достаточное количество плазмы для того, чтобы напряжение пробоя (или сопротивление воздушного промежутка) в этом месте значительно упало.
При этом искровые разряды превращаются в дуговой разряд — плазменный шнур между электродами, являющийся плазменным тоннелем.
Эта дуга является по сути проводником, и замыкает электрическую цепь между электродами, средний ток увеличивается еще больше нагревая дугу до 5000–50000 K.

При этом считается, что поджиг дуги завершен.
Взаимодействие электродов с плазмой дуги приводит к их нагреву, частичному расплавлению, испарению, окислению и другим видам коррозии.
После поджига дуга может быть устойчива при разведении электрических контактов до некоторого расстояния.

При эксплуатации высоковольтных электроустановок, в которых неизбежно появление электрической дуги, борьба с электрической дугой осуществляется при помощи электромагнитных катушек, совмещенных с дугогасительными камерами.
Среди других способов известны использование вакуумных и масляных выключателей, а также методы отвода тока на временную нагрузку, самостоятельно разрывающую электрическую цепь.

Электрическая дуга используется при электросварке металлов, для выплавки стали (дуговая сталеплавильная печь) и в освещении (в дуговых лампах).

Что такое электрическая дуга?

Электрическая дуга — одна из самых серьезных и наименее изученных электрических угроз. Электрическая дуга (иногда ее называют «электрическим искровым разрядом») представляет собой продолжительный электрический разряд тока высокого напряжения, возникающий в воздушном зазоре между проводниками. При этом образуется очень яркое ультрафиолетовое свечение и сильное тепло. Электрическая дуга обычно вызывается коротким замыканием. Это иногда происходит из-за технического отказа электрооборудования (например из-за неверной установки, пыли, коррозии, загрязнений поверхности, а иногда и вследствие обычного износа и старения). Однако в большинстве случаев короткие замыкания происходят из-за человеческой ошибки (например, когда работник касается щупом неверной поверхности или из-за соскользнувшего инструмента).

КАКОВЫ ПОСЛЕДСТВИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ДУГИ?

В зависимости от силы электрической дуги, которая, в свою очередь, зависит от тока дуги и ее продолжительности, а также в зависимости от расстояния до дуги, возможны следующие последствия:

• Сильный нагрев электрической дуги вплоть до 20 000 °C, что может вызвать ожоги кожи и других тканей организма работника
• Возгорание — с возможным травмированием работника, а также повреждением прилегающей рабочей области
• Дуговой разряд (взрыв электрической дуги) со взрывным давлением до 1000 кг/м2 и с разлетом брызг расплавленного металла, остатков поврежденного оборудования и других компонентов с высокой скоростью, что может вызвать травмирование работника
• Звуковой разряд (до 140 дБ — как при выстреле), который может вызвать повреждение слуха работника
• Ультрафиолетовое свечение при разряде, которое может вызвать повреждение зрения работника

Последствия для людей, работающих на подключенном к сети электрическом оборудовании или рядом с ним, будут в основном зависеть от количества энергии, достигающей поверхностей их тел, а это зависит от расстояния до дуги. Основную опасность для пострадавших представляют ожоги кожи.

КОГДА ВОЗНИКАЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ДУГА?

Электрическая дуга может возникнуть, если и когда электрооборудование находится под напряжением. Во время обслуживания и ремонта, если по какой-либо причине с оборудования невозможно убрать напряжение, может возникнуть электрическая дуга.

Основные свойства электрической дуги | Эксплуатационные режимы электроэнергетических систем

Страница 20 из 23

РАЗДЕЛ СЕДЬМОЙ
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ДУГА ПРИ РАЗМЫКАНИИ
ГЛАВА ДВАДЦАТЬ ПЯТАЯ
ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ДУГИ
Процесс электрической коммутации, осуществляемый размыканием двух контактов, почти всегда приводит к образованию электрической дуги. Следовательно, электрический ток не прерывается в момент размыкания контактов, а продолжает протекать также и после этого по электрической дуге и процесс коммутации заканчивается лишь после угасания дуги.

Напряжение и ток в электрической дуге связаны между собой совсем иначе, чем в металлическом проводнике. В то время как в таком проводнике напряжение возрастает пропорционально току, как это показывает прямая uR на рис. 1, напряжение электрической дуги ив при повышении тока падает и снова возрастает при снижающейся силе тока. Причина этого отклонения объясняется иным механизмом переноса зарядов в электрической дуге. В металлическом проводнике для переноса зарядов всегда имеются свободные электроны, а в электрической дуге их надо сперва высвободить. Если путем введения зондов произвести изменение распределения потенциалов в дуге, то в соответствии с рис. 2 можно выделить три области, а именно катодное падение ик, анодное падение иА и напряжение на столбе дуги us. Первые два напряжения слегка зависят от силы тока, а последнее у многих электрических дуг пропорционально длине дуги и убывает с повышением тока. В области столба электрической дуги происходит преобразование мощности usi. При этом газ между электродами настолько нагревается, что устанавливается равновесие между мощностью потерь в результате теплопроводности, конвекции и радиации и подведенной мощностью. Вследствие нагрева газа повышается кинетическая энергия молекул и атомов, так что при их столкновениях происходит ионизация и газ становится электропроводным. Таким образом, в столбе дуги имеет место смесь нейтральных частиц, положительно заряженных ионов и электронов. Эту смесь называют плазмой. Плазма столба дуги содержит одинаковое число положительных ионов и отрицательных электронов, в силу чего она является электрически нейтральной. Однако на катоде происходит вытеснение электронов, а на аноде — вытеснение ионов, так что образуются области с положительным и отрицательным пространственным зарядом, создающие катодное и анодное падение. У катода положительные ионы ускоряются, ударяются о поверхность электрода и образуют здесь при одновременном повышении температуры пятно горения дуги.

В результате термической эмиссии под действием напряженности поля из поверхности катода выбрасываются электроны, обеспечивающие переход тока с твердого проводника в плазму столба электрической дуги. Переход тока на аноде происходит за счет диффузии электронов из плазмы.
Катодное и анодное падения напряжения колеблются от 5 до 20 В и лишь незначительно зависят от силы тока. Напряженности поля в столбе дуги составляют приблизительно 20 В/см для электрических дуг, свободно горящих в воздухе, и несколько сотен — для сильно охлажденных дуг, как это бывает в выключателях. При повышении давления газа усиливается также и напряженность поля столба дуги, а именно она примерно пропорциональна р1/2:р1/4. При интенсивном охлаждении электрических дуг в выключателях падение напряжения в столбе дуги не всегда пропорционально ее длине, так что в таких случаях лучше не вводить напряженность поля, а рассматривать дугу как единое целое. Ввиду высокой напряженности поля в столбе дуги, для электрических дуг в выключателях катодным и анодным падением можно пренебречь. Для температуры и плотности тока в пятне горения дуги известны лишь неточные данные измерений. В случае угольных электродов образуются температуры от 3000 до 4000 К, в то время как на металлических электродах они почти не превышают 3000 К. Плотности тока в пятне горения могут достигать 5000 А/см2. При слабом охлаждении дуги температуры в столбе составляют от 5000 до 15000 К и могут в случае дуг, стабилизируемых водяным вихрем, при токах свыше 1000 А достигать 50 000 К. Точные результаты исследований распределения температур и соответствующие характеристики имеются для так называемых каскадных дуг, т. е. дуг, ограниченных охлаждаемыми и изолированными друг от друга короткими медными трубками. На рис. 3 приведено измеренное методом спектроскопии распределение температур в водороде при диаметре трубок 5 мм, а на рис. 4 изображены соответствующие характеристики как для водорода, так и для других газов.

В результате ограничения медными трубками дуга не может произвольно распространяться и при больших токах полностью заполняет трубку. Однако при этом увеличиваются потери, так что возрастает также и расходуемая мощность, что приводит к повышению напряжения дуги.
Таким образом электрические дуги имеют вольт-амперные характеристики, падающие при малых токах и постепенно переходящие в независимый от тока диапазон; при очень сильных токах снова возможно повышение напряжения дуги. Характеристики дуги можно представить в виде нижеследующего уравнения, впервые предложенного в упрощенной форме Гертой Айртон:
(1)
Путем соответствующего выбора трех постоянных Р0, и0 и G0 можно установить аналитические границы для расчета цепей с электрическими дугами.
Во многих случаях полное уравнение (1) не требуется и можно ограничиться только его гиперболической составляющей Р0/i или же производить расчет только с учетом независимого от тока напряжения горения дуги и0. Постоянные справедливы только для одной определенной дуги. При увеличении расстояния между электродами повышается как и0, так и Р0. Постоянные повышаются также при охлаждении дуги, путем ли ее сужения в трубках либо между твердыми стенками или же путем обдувания потоком газа. Ввиду многочисленности различных типов электрических дуг численные значения постоянных будут приведены при рассмотрении определенных дуг в следующих главах.



Электрическая дуга ввиду ее падающей характеристики не может непосредственно присоединяться к источнику напряжения, и поэтому в любом случае должна предусматриваться схема последовательного соединения с полным сопротивлением.

В противном случае, ввиду того, что напряжение дуги падает с повышением тока, в цепи протекал бы все более возрастающий ток до тех пор, пока его не начало бы ограничивать внутреннее сопротивление источника напряжения. В случае дуги постоянного тока последний может ограничиваться только активным сопротивлением. В схеме, представленной на рис. 5, для питания электрической дуги с током i имеется только напряжение
(2)
Если нанести это напряжение на график рис. 6 в виде прямой линии, то образуются две точки пересечения 1 и 2 характеристики дуги с прямой сопротивления и при этом теоретически возможна дуга с двумя различными токами. Однако, как покажет последующий анализ, режим, обусловливаемый меньшим из этих двух токов, является неустойчивым. Это означает, что электрическая дуга, горящая с током, уже при незначительном колебании тока или напряжения переходит в режим с большим током. При изменений добавочного сопротивления прямая сопротивления будет проходить более круто или полого и, следовательно, рабочая точка дуги также должна приходиться на меньшие или большие токи. Однако при заданном напряжении U ток не может снижаться ниже определенного значения, так как при слишком большом добавочном сопротивлении прямая сопротивления не будет пересекать характеристику дуги. Для того чтобы дуга при малом токе i3 горела устойчиво, необходимо выбрать напряжение U’>U и применить увеличенное добавочное сопротивление. При удлинении электрической дуги ее характеристика согласно рис. 7 переместится вверх. В результате этого ток устойчивой горящей дуги может снижаться, пока характеристика дуги будет едва касаться прямой сопротивления. В этом случае возможна только одна рабочая точка, в которой дуга опять станет неустойчивой и угаснет.
Из рис. 7 вытекает, что вследствие катодного и анодного падения даже для дуги с нулевой длиной имеется напряжение горения. Следовательно, все электрические цепи с активным сопротивлением, характеристика сопротивления которых по уравнению (2) будет оставаться ниже предельной характеристики, могут отключаться в бездуговом режиме, так как в этом случае при размыкании контактов вообще не может образовываться электрическая дуга. Как показывают вычерченные линии, это справедливо при напряжениях приблизительно до 20 В для любой силы тока, а при более высоких напряжениях — только для небольших токов. Например, при 100 В без образования электрической дуги может выключаться только ток силой 0,5 А. Посредством многократного прерывания тока на металлических электродах в последовательной схеме этот принцип может применяться также и для больших сил тока и напряжений.

Режим горения электрической дуги, описанный выше с помощью только одной характеристики, соответствует действительности лишь при медленном изменении тока; при более быстром изменении тока дуга отклоняется от этой характеристики. В противоположность устойчивому состоянию при медленных изменениях тока в случае быстрых изменений тока говорят о динамическом режиме горения электрической дуги. На рис. 8 изображена электрическая цепь, в которой ток путем закорачивания части добавочного сопротивления Rv может повышаться от i1 до i1+∆i=i2. При этом согласно рис. 9 дуга переходит из устойчивого состояния 1 в состояние 2. Осциллографирование изменения во времени напряжения дуги и ее тока показывает, что этот переход происходит не вдоль характеристики дуги.

В противоположность режиму с очень быстрым изменением тока электрическая дуга ведет себя в соответствии с рис. 10 сперва как активное сопротивление. При этом напряжение дуги ив сперва перескакивает на значение иВ1+ (uB1/i1)∆i, а затем по показательному закону изменяется до значения иВ2. В диаграмме характеристик дуги этот переход происходит с точки 1 через точку 3 в точку 2 на рис. 9. Изменение проводимости дуги также происходит, как это можно рассчитать по изменению напряжения, согласно рис. 10 по показательному закону:

Постоянная времени τ имеет большое значение для динамического состояния электрической дуги. Она характеризует инертность дуги, которая играет важную роль особенно при отключении переменного тока, а также для устойчивого состояния дуги. При переходе из состояния 1 в состояние 2 температура дуги, как показывает рис. 3, повышается, а вместе с тем увеличивается и тепловая энергия, аккумулируемая в газе дуги, или теплосодержание Q электрической дуги. Дополнительный подвод энергии требует определенного времени, характеризуемого постоянной времени дуги. Если дуга переходит наоборот из состояния 2 в состояние 1, т. е. от большего тока к меньшему, то необходимо отвести энергию из дуги. Этот процесс определяется той же постоянной времени.
Таким образом, имеет место взаимосвязь между характеристикой дуги, постоянной времени и теплосодержанием дуги. Если принять произвольную установившуюся характеристику Ubs=Ubs(i), то при скачке тока ∆i от i1 до i2 = i1+∆i получится следующее изменение напряжения во времени:

При этом постоянная интегрирования QK соответствует теплосодержанию объема дуги при нормальной температуре помещения. Следовательно, теплосодержание дуги можно рассчитать по ее характеристике и постоянной времени, не делая каких-либо предположений о физической природе тепловых потерь в дуге. При интегрировании уравнения (9) предполагается, что постоянная времени не зависит от тока. Это справедливо только в пределах определенных диапазонов тока, так что постоянная времени при общезначимой форме записи должна была бы стоять под знаком интеграла.
Для динамического режима горения дуги необходимо найти дифференциальное уравнение, так как одной характеристики рис. 9 для описания режима недостаточно. Поэтому исходят из баланса мощностей и предпосылки, что сопротивление дуги является однозначной функцией теплосодержания. При прерывании дуги особое значение имеет состояние с малыми мгновенными значениями тока. Однако для таких токов характеристика может во многих случаях описываться гиперболической частью уравнения (1). С установившейся характеристикой uBS= Р0/i интеграл уравнения (10) дает выражение

(11)

где К является постоянной. При установившемся сопротивлении дуги путем исключения i из уравнения (11) и (12) устанавливается зависимость между сопротивлением и теплосодержанием

(13)

Уравнение (13) показывает, что повышение или снижение сопротивления дуги определяется множителем е, если соответственно из дуги отбирается или вводится в нее количество тепла τР0. Если предположить, что эта зависимость справедлива не только для установившегося сопротивления, но и для динамического сопротивления дуги rB = F(Q), то будет

При подстановке в это уравнение величины F из уравнения (13), учитывая, что dQ/dt равно разности подведенной и отведенной мощности, получаем
(15)
Подведенная к дуге мощность Р определяется мгновенными значениями ив и i. Если режим горения дуги соответствует установившейся характеристике, то изменение сопротивления во времени должно исчезнуть и мощность потерь Pv будет при этом равна мощности по установившейся характеристике. Таким образом, для динамического состояния дуги получается следующее дифференциальное уравнение, выведенное в том же виде из моделей О. Майра:
(16)
Это уравнение показывает, что сопротивление дуги убывает, если подводимая мощность превышает потери, и наоборот. Если потери дуги записать в общем виде Pv = uBSi, то уравнение (16) можно распространить на любые формы характеристик
(17)
Так как уравнения (16) и (17) содержат две неизвестные функции времени, а именно uB(t) и rB(t), то для его решения необходимо еще одно уравнение, которое задается электрической цепью, в которой находится дуга. Это уравнение будет рассматриваться в главе 27.
В обоих дифференциальных уравнениях для динамической электрической дуги содержатся некоторые предпосылки, которые выполняются лишь приближенно. Так, например, изменение сопротивления напряжения дуги согласно рис. 10 происходит не строго по показательной функции, а постоянная времени при разных токах также различна. Однако ошибки не выходят за допустимые пределы, так что уравнение (16) в большей мере способствует пониманию процессов, происходящих при коммутации.
Инерция обусловливает в случае дуги переменного тока то обстоятельство, что сопротивление при переходе тока через нуль не принимает бесконечно большого значения, как это можно было бы предполагать на основании установившейся характеристики, и что в зависимости от охлаждения дуги образуется более или менее значительное остаточное сопротивление rB0.

Рис. 12
Ввиду конечного значения сопротивления в момент перехода тока через нуль напряжение электрической дуги согласно рис. 12 вместе с током становится равным нулю.

Характеристику дуги переменного тока, изображенную на рис. 13, называют динамической характеристикой. При падающем токе она проходит ниже установившейся характеристики, а при возрастающем токе — выше нее.


Исследование проблем устойчивости, возникающих, например, в случае дуги на рис. 5, может также проводиться с помощью дифференциального уравнения динамической дуги. Однако эти уравнения нелинейные, и поэтому для таких целей они имеют слишком сложный вид. При исследованиях устойчивости обычно применяют метод расчета реакции дуги на небольшое изменение тока и напряжения. Если дуга проявляет при этом стремление возвратиться в свое первоначальное состояние, то она устойчива, а в противном случае, наоборот, неустойчива. При небольшом отклонении от установившейся характеристики можно записать для напряжения дуги ub=Ubs+∆u и для тока i=I+∆i, причем Ubs и I являются постоянными.

Если ввести его в условие неустойчивости по уравнению (28), то получится

(31)
Неравенство выполняется, однако, только для положительного знака перед U, соответствующего большему току так что дуга горит устойчиво лишь при этом токе. Расчет можно легко распространить на полную характеристику по уравнению (1), причем в этом случае больший ток будет также всегда обусловливать устойчивое состояние дуги. В заключение следует заметить, что и прямая сопротивления, которая лишь касается характеристики, что задается условием U2=4RVP0, также ведет к неустойчивой дуге. В этом случае получается уравнение

Для достижения устойчивости горения дуги требуется, однако, выполнение условия α0>0 .

Электрическая дуга — Справочник химика 21

    В условиях высоких температур электрической дуги происходит [c.90]

    В земных условиях плазменное состояние реализуется в молниях и северном сиянии, электрической дуге, светящемся веществе неоновых и аргоновых ламп, пламени горелки ндр. В состоянии плазмы находится основная масса космического вещества — звезды, туманности, межзвездное вещество и др. Колоссальным сгустком плазмы является Солнце. В масштабах Вселенной твердые холодные тела, подобные нашей Земле, — это лишь редкое исключение. [c.124]

    Действие электрического тока на организм человека зависит от внешних условий (среды), состояния и особенностей организма. Наибольшую опасность представляет общее поражение электрическим током, так называемый электрический удар. В этом случае поражаются центральная нервная система и сердце человек теряет сознание, у него частично или полностью прекращается дыхание, нарушается сердечная деятельность. Местные поражения электрическим током вызывают ожоги, являющиеся результатом теплового действия электрической дуги. [c.29]

    Синтез азотной кислоты в электрической дуге. Основные исходные вещества — воздух, вода, аммиачная вода. [c.53]

    Для возникновения загорания и взрыва помимо горючей и взрывоопасной среды, как указывалось выше, необходим источник (импульс) воспламенения. Источниками воспламенения горючих газов и жидкостей при получении аммиака могут явиться открытое пламя, электрическая дуга и пламя горелок при электро- и газовой сварке, искры, вызываемые электрическим токо.ч и образующиеся при ударе и трении. Кроме того, пожары и взрывы могут возникать от статического электричества, первичных п вторичных проявлений молнии. [c.28]

    Электрокрекинг. Крекинг метана с целью получения ацетилена (быстрое нагревание до 1400—1600 °С и быстрое охлаждение продуктов реакции) можно легко осуществить, если пропускать ме ан через электрическую дугу. [c.110]

    Недавно получены интересные результаты при термическом разложении жидких углеводородов при помощи электрической дуги. В этих процессах, которые находятся пока в стадии эксперимента, электрические искры очень короткой длины и продолжительности (10 сек) проскакивают между гранулами угля, находящимися в виде суспензии в жидкой нефтяной фракции (керосин, газойль или нефть, в которую погружены также графитные электроды). Применяется трехфазный ток напряжением от 200 тыс. в и выше. [c.111]

    Торцовая проба (ГАНГ им. И.М.Губкина) относится к числу косвенных методов. Нагреву подвергают торцевую часть образца в виде цилиндрических стержней диамегром 10-25 мм. В качестве источника нагрева используются токи высокой частоты, газосварочное пламя, электрическая дуга. Затем замеряется твердость от оплавленного торца и исследуется микроструктура (рис.5.5). [c.165]

    НОЙ диссоциации бензола. Очевидно, если энергия света способна разорвать бензольное кольцо, то аналогичный эффект должно произвести применение и тепловой энергии. При температуре электрической дуги бензол подобно другим углеводородам дает газовые смеси, содержащие водород, ацетилен, метан, этан и аналогичные продукты. [c.97]

    За счет тепла электрической дуги происходит разложение метана с образованием ацетилена. На выходе из реакционной зоны газы крекинга по трубе 5, снабженной водяной рубашкой, поступают в зону закалки, где охлаждаются до 150—200°С. Состав газов крекинга был приведен в табл. 2 (стр. И). [c.13]

    Возможность получения экономически выгодной степени конверсии при больших объемных скоростях позволяет иногда использовать реакторы небольших объемов (например, при крекинге метана в электрической дуге, получении цианистой кислоты из метана в присутствии металлических катализаторов и т. д.). [c.28]

    Энергетический выход процесса с частичным сжиганием углеводорода составляет около 75%, крекинга в электрической дуге — 66%, а при использовании карбида только 56%. [c.109]

    Пиролиз метана в печах в настоящее время применяется редко. Большое развитие получили многочисленные варианты процессов частичного сжигания, процессы в электрической дуге и их модификации (электрическая дуга под слоем жидкости). Технология этих процессов основана преимущественно на производственных данных. [c.109]

    Синильную кислоту можно синтезировать из элементов, проводя реакцию в электрической дуге (процесс сильно эндотермичен) [c.224]

    Благодаря турбулентности потока вводимого метана (вентилятор) электрическая дуга становится подвижной, контактируя с различными точками второго электрода. [c.110]

    По некоторым сведениям из 100 кг метана или природного газа, содержащего около 80% метана, можно получить пиролизом в электрической дуге 45 кг 97%-ного ацетилена, 9,2 кг 98%-него этилена, [c.111]

    Температура жидкости повышается до 120 °С, но между гранулами угля, находящимися в непрерывном движении, достигается температура до 1500 °С благодаря большому числу маленьких электрических дуг(искр), возникающих между ними или между ними и электродами. [c.111]

    При подготовке к сварке стальных деталей проводится разделка кромок до полного удаления трещины. Разделка выполняется механическим способом (рубка, фрезерование, проточка), газовой резкой и выплавкой электрической дугой. Когда объем удаляемого металла велик, целесообразно на дефектный участок вварить вставку из металла, близкого по составу к основному. [c.78]

    Приготовление катализаторов. Так как существует определенная связь между активностью и поверхностью катализатора, способ его приготовления сильно влияет на его активность. Для получения высокой степени дисперсности недостаточно ограничиться механическим дроблением и распылением катализатора необходимо использовать химические или физические методы прокаливание, осаждение, выделение из сплавов или через коллоиды (в электрической дуге, коллоидной мельнице). [c.242]

    Для защиты сгораемых конструкций и предметов от действия тепла и искр электрической дуги рабочие места электросварщиков, находящиеся как в помещениях, так и на открытом воздухе, должны ограждаться постоянными или переносными ограждениями (защитные экраны), а сгораемые полы защищаться металлическими аистами. Переносные ограждения должны изготовляться из листовой стали. [c.203]

    Д) не происходило загрязнение поверхности контактных колец и не было искрения между кольцами и щетками обеспечивалось безопасное их обслуживание и при возникновении искрения и электрических дуг не могло произойти воспламенение вблизи расположенных предметов или конструкций -сгораемые предметы могут располагаться не ближе 1,5 м от двигателей и пусковых устройств  [c.313]

    При наплавке под слоем флюса электрическая дуга образуется в замкнутом пространстве, образуемом металлом и флюсом. [c.86]

    Во избежание действия электрической дуги на обслуживающий персонал цеха сварку ведут в специально оборудованных помещениях. [c.74]

    Общие сведения. Технический карбид кальция полу> д от в руднотермических печах, где окись кальция и углерод взаимодействуют в электрической дуге согласно уравнению  [c.129]

    Электрической дугой называют конечную устойчивую форму газового разряда между двумя электродами через разделяющий их газовый промежуток. [c.53]

    Тепловое излучение электрической дуги. Свободно горящие дуги в реакционных объемах электрических печей являются самыми интенсивными и высокотемпературными источниками излучения теплоты. Интенсивность теплового излучения электрической дуги достигает 9000 Вт/м [27]. Излучение электрической дуги близко к излучению абсолютно черного тела. Температура столба дуги может быть определена по уравнению  [c.62]

    Линейная Корич- невый Восстановление Т1С14 с водородом в электрической дуге или разложение СНзТ1С1з в углеводородах Умеренная стереоспецифичность (40— 50% нерастворимой в гептане частя) [c.295]

    Относится к числу газоэлекчрических способов резки (рис. 3.20). Суишость заключается в расплавлении металла I в месте реза теплом электрической дуги, горящей между угольным или графитным электродом 2, с непрерывным удушением жидкого металла сфуей сжатого воздуха 3. Таким образом, способ основан на совместном дейсгвии тепла дуги и потока сжатого воздуха, кинетическая энергия которого способствует удалению продуктов сгорания. [c.116]

    Сварочную проволоку применяют при автоматической сварке, в качестве метшшических сгержней электродов, газосварочной проволоки, а также в качестве дополнительного присадочного материала, вводимого в зону электрической дуги или непосредственно в область шва для повышения производительности процесса, регулирования химического состава металла шва, тетшовых условий процесса и соотношения долей основного и присадочного материалов. [c.280]

    В электроосадителях очищаемый газ движется между электродами горизонтально. Взвешенные частицы, получив отрицательный заряд, притягиваются к положительному электроду и осаждаются на ней 62]. Извлеченная пыль собирается в бункерах электро-осадителя, откуда периодически возвращается в регенератор. Для нормальной работы алектроосадителя и предотвращения образования электрической дуги газы должны содержать 20 25% объемн. водяного пара и иметь температуру не выше 205° [133]. С этой целью в поток газов до входа их в электрофильтр впрыскивается конденсат водяного пара. По выходе из котла-утилизатора, т. е. до впрыска, температура газов обычно превышает 320°. Согласно литературным данным добавка к газам 0,005% вес. аммиака резко увеличивает эффективность пылеосаждения в электрофильтрах. Требуемое напряжение для работы электрофильтров 60— 90 тыс. в. [c.169]

    Существует, однако, теоретическая возможность регенерации теплоты отходящих газов для подогрева воздуха, направляемого на реакцию, поэтому на основе предварительного анализа нельзя полностью дискредитировать метод. Разобранный способ получения N0 в электрической дуге давно не используется в промышленности, но исследования метода, например, при нагревании входящих газов до температуры 2000°С и быстром охла5кдении продуктов в регенераторах по-прежнему проводятся. [c.60]

    Из приведенных данных следует, что реакцию образования окиси азота необходимо проводить при возможно более высокой температуре (температура электрической дуги 3000 К), после чего газы, покидающие реакционное пространство, нужно быстро охладить до Г проведения процесса таким способом была причиной разработки различных конструкций дуговых печей для синтеза No (см., например, печь Мосцицкого— рис. III-2). Печи подобного типа могут использоваться также для получения ацетилена из алифатических углеводородов (рис. IX-25). [c.375]

    Возникающий при крекинге цвет нефтепродуктов связан с окислением и зависит от содержания сернистых соединений [741, 742]. Присутствие последних сказывается п па появлении тумана из водяных частиц, несущем окись серы и органические продукты окисления, подобные бензиновой смоле. Напоминаем, смолообразование сильно ускоряется ультрафиолетовым облучением — ртутными парами или электрической дугой [743—745]. Если существует подобное излучение, даже прямогонные бензины экстенсивно увеличивают смолообразование. Минимальную степень окисления, инициированного светом, опознают по изменению величины поверхностного натяжения в воде [746]. Качественные признаки сочетания инициированного светом окисления с изменением цвета легко обнаруживаются. Вязкие фракции и нетро-латумы, подвергнутые облучению светом и воздействию воздуха, часто в прогрессирующей степени темнеют, причем потемнение уменьшается вниз от поверхности жидкости. Плохо очищенные твердые парафины при облучении светом также значительно быстрее темнеют и ухудшают свои свойства. [c.150]

    Еще в 1792 г. в Англии предлагали производить из нефти осветительный газ. Дальтон в 1809 г. изучал действие электрических дуг на углеводородные газы, а Фарадей в 1825 г. открыл бензол и исследовал ненасыщенные газы. Большой вклад в исследование термического разложения внес Бертло, который незадолго до 1870 г. опубликовал отчет о проделанном им большом объеме исследований и предложил теоретическое обоснование процесса. В то же самое время Силлимэи получил из нефти горючий газ, появились сообщения о том, что на нефтеперегонном заводе в Нью-Дн ерси проводили крекинг тяжелых нефтепродуктов и при этом получали керосин. [c.295]

    Установлено, что для того, чтобы ТЭС начал оказывать эффективное действие, он должен подвергнуться разложению [168, 186, 187] вполне вероятно, что этильпые радикалы, выделяющиеся при этом, неактивны. Термическую диссоциацию ТЭС описали Рифкип и Валкут [188]. Коллоидные суспензии металлов, в которых в качестве разжижающего агента был использован бензин, будучи внесены в газойль, не оказали антидетонационного действия [189], в то время как частицы металла того же самого размера оказывают это действие в тумане, образованном посредством электрической дуги [190] аналогичное явление наблюдалось и при исследовании тумана, создаваемого добавкой окислов. Применение окислов в качестве активных агентов было рекомендовано для всех случаев [94, 115, 125, 140, 146, 182, 185, 191]. [c.413]

    В верхнюю камеру поступает природный газ по касательной к цилиндрической стенке камеры. Газ совершает в камере вращательное движение со скоростью более 100 м1сек и попадает в зону электрической дуги. [c.13]

    Достоинства таких процессов оценивают с точки зрения наилучшего разрешения проблемы быстрой передачи больших количеств тепла газам или парам (в последнее время —и жидкостят х). В этом аспекте интересны процессы пиролиза в печах с регенерацией тепла (расход энергии 7—9 квт-ч на 1 кг на старых установках, и ниже —на новых), процессы с частичным сжиганием углеводорода — автотермические (около 2 квт-ч на 1 кг С2Н2), процессы в электрической дуге (10—14 квт-ч на 1 кг С2Н2). [c.108]

    Автоматическая сварка под слоем флюса. Сущность этого способа заключается в том, что электрическая дуга горит под расплавленным флюсом. Флюс предотвращает разбрызгивание металла, защищает металл от кислорода воздуха, обеспечивает формирование нормального сварного шва. Электродная проволока подается из кассеты автоматической головкой. Использование флюса позволяет применять электродную проволоку без покрытия. Часть флюса во время наплавки расплавляется и превращается в шлаковую корку, которая удаляется ударами молотка. Нерас-плавившаяся часть флюса используется повторно. Автоматическая сварка под слоем флюса примен [ется в основном для сварки ци-линдрических деталей (узлы трубопроводов, корпуса аппаратов) при вращении свариваемых элементов с помощью вращателя или манипулятора. Диаметр труб должен быть не менее 200 мм. При меньшем диаметре используются сварочные полуавтоматы. Сварка производится не менее чем в два слоя. Режимы сварки в каждом случае устанавливаются на пробных образцах. При наложении многослойных пшов после наложения каждого валика удаляется шлак и путем внешнего осмотра проверяется качество нша иа отсутствие трещин и пор. Дефектные места должны быть полностью удалены, а вырубленные участки вновь заварены. [c.80]

    Аргонодуговая сварка основана на использовании теплоты электрической дуги, возникающей в среде аргона между непла-вящимся вольфрамовым электродом и деталью. Присадочным материалом служат алюминиевая проволока или стержни из алюминиевых сплавов. Перед сваркой проводится разделка кромок трещины засверливание трещины по концам не требуется. [c.85]

    Металлизаторы в зависимости от способа расплавления металла могут быть газопламенными и электрическими. Наиболее распространенными являются электрические металлизаторы, в которых между двумя электродами в распылительной головке образуется электрическая дуга и обеспечивается плавление электродов. Применяются электроды из углеродистой стали Св-08 и из нержавеющих сталей Х18Н10Т, Х18Н10 (диаметр 1,2—2,5 мм). [c.93]

    Нагрев электрическоЁ дугой основан на преобразовании электрической энергии в тепловую в электрической дуге преимущественно в газовом пространстве, разделяющем электроды, II на концах электродов. [c.20]

    Процесс происходит с поглощением большого количества тепла, выделяющегося при прохождении электрического тока через слой загруженной шихты, расплава от электродов к поду печи, а также за счет тепла, выделяемого электрической дугой. Карбидные печи работают как дуговые печи сопротивления. [c.130]

    Источниками теплоты в термической системе являются исходные материалы, пламя, раскаленная печная среда, полученные продукты, электрическая дуга, электронагреватели, внутренняя поверхность футеровки рабочей камеры и т. д. Приемниками теплоты являются исходные материалы, электроды, их держатели, внутренняя поверхность футеровки рабочей камеры, печная среда, вагонетки, решетки, подины и т. д. Источником или приемником теплоты в печах может быть любой элемент термической системы, а в многозонных печах туннельные, шахтные, вращающиеся и др.) один и тот же элемент при переходе из одной зоны в другую изменяет свои термические функции источник теплоты становится приемником или наоборот, а также меняется вид теплообм1ена (или доля), в котором участвует элемент системы (например, газовая печная среда из теплообмена излучением в зоне нагрева переходит на конвективный теплообмен в зоне подогрева и т. д.). [c.61]

---

Электрическая дуга, что это и как возникает | МЕГАВОЛЬТ

Электробезопасность имеет первостепенное значение для поддержания любого эффективного и производительного объекта, и одной из самых серьезных угроз для безопасности работников является электрическая дуга и вспышка дуги.

Электрические пожары приводят к катастрофическим повреждениям, а в промышленных условиях они часто бывают вызваны электрическими дугами того или иного типа. В то время как некоторые типы электрических дуг трудно не заметить, «вспышка дуги громкая и сопровождается большим ярким взрывом», некоторые электрические дуги, такие как дуговой разряд, более тонкие, но могут быть столь же разрушительными. Неисправности дуги часто являются причиной электрических пожаров в жилых и коммерческих зданиях.

Проще говоря, электрическая дуга — это электрический ток, который намеренно или непреднамеренно разряжается через зазор между двумя электродами через газ, пар или воздух и создает относительно низкое напряжение на проводниках. Тепло и свет, производимые этой дугой, обычно интенсивны и могут использоваться для специальных применений, таких как дуговая сварка или освещения. Непреднамеренные дуги могут иметь разрушительные последствия, такие как: пожары, опасность поражения электрическим током и повреждение имущества.

Электрическая дуга история происхождения

В 1801 году британский химик и изобретатель сэр Хэмфри Дэви продемонстрировал электрическую дугу своим товарищам в Лондонском королевском обществе и предложил название — электрическая дуга. Эти электрические дуги, выглядят как неровные удары молнии. За этой демонстрацией последовали дальнейшие исследования электрической дуги, показал русский ученый Василий Петров в 1802 году. Дальнейшие успехи в ранних исследованиях электрической дуги позволили получить такие важные в отрасли изобретения, как дуговая сварка.

По сравнению с искрой, которая является только мгновенной, дуговой разряд представляет собой непрерывный электрический ток, который выделяет так много тепла от несущих зарядов ионов или электронов, что он может испарять или плавить что-либо в пределах диапазона дуги. Дуга может поддерживаться в электрических цепях постоянного или переменного тока, и она должна включать в себя некоторое сопротивление, чтобы повышенный ток не оставался без контроля и полностью разрушал фактический источник цепи с его потреблением тепла и энергии.

Практическое применение

При правильном использовании электрические дуги могут иметь полезные цели. На самом деле, каждый из нас выполняет ряд ежедневных задач благодаря ограниченному применению электрических дуг.

Электрические дуги используются в:

• вспышках камер
• прожекторах для освещения сцены
• люминесцентного освещения
• дуговой сварки
• дуговых печах (для производства стали и таких веществ, как карбид кальция)
• плазменных резаках (в которых сжатый воздух объединяется с мощной дугой и преобразуется в плазму, которая имеет способность мгновенно разрезать сталь).

Опасность электрической дуги

Электрические дуги также могут быть чрезвычайно опасными, если они не преднамеренны в использовании. Ситуации, когда электрическая дуга создается в неконтролируемой среде, как в случае вспышки дуги, могут привести к травмам, смерти, пожару, повреждению оборудования и потере имущества.

Чтобы защитить работников от электрических дуг, компании должны использовать следующие продукты дуговой вспышки, чтобы уменьшить вероятность возникновения электрических дуг и уменьшить ущерб в случае их возникновения лучше использовать

Перчатки с защитным дуговым разрядом — эти перчатки предназначены для защиты рук от поражения электрическим током и сведения к минимуму травм в случае электрического проишествия.

Дуговая вспышка определение

Определение дуговых вспышек — нежелательный электрический разряда, который проходит через воздух между проводниками или из проводника к земле. Вспышка дуги является частью дугового разряда, который является примером электрического взрыва, вызванного соединением с низким импедансом, которое проходит через воздух к земле.

Когда возникает дуговая вспышка, она создает очень яркий свет и интенсивное тепло. Кроме того, он может создать дугу, которая может вызвать травмирующую силу, которая может серьезно ранить кого-либо в этом районе или повредить что-либо поблизости.

Что происходит во время вспышки дуги

Вспышка дуги начинается, когда электричество покидает намеченный путь, и начинает распространяться по воздуху в направлении заземленной зоны. Как только это происходит, он ионизирует воздух, что еще больше снижает общее сопротивление вдоль пути, по которому идет дуга. Это помогает привлечь дополнительную электрическую энергию.

Дуга будет двигаться таким образом, чтобы найти ближайшее расстояние к земле. Точное расстояние, которое может пройти вспышка дуги, называется границей вспышки дуги. Это определяется потенциальной энергией и множеством других факторов, таких как температура воздуха и влажность.

При работе по повышению безопасности вспышки дуги, установка будет часто отмечать границу вспышки дуги, используя клейкую ленту для пола. Любой, кто работает в этой области, должен будет носить средства индивидуальной защиты (СИЗ).

Потенциальная температура дуговой вспышки

Одной из самых больших опасностей, связанных с вспышкой дуги, является чрезвычайно высокая температура, которую она может создать. В зависимости от ситуации, они могут достигать высоких температур в 35000 градусов по Фаренгейту или 19426.667 градусов Цельсия. Это одна из самых высоких температур в мире, которая примерно в 4 раза выше, чем на поверхности Солнца.

Даже если фактическое электричество не касается человека, тело человека получит колоссальные повреждения, если он находится рядом с ним. В дополнение к прямым ожогам, эти температуры могут что-то поджечь в этом районе.

Как выглядит вспышка электрической дуги

Следующее видео показывает, насколько быстрой и взрывной может быть вспышка дуги. 

Как долго длится вспышка электрической дуги

Вспышка дуги может длиться где-то от доли секунды до нескольких секунд, в зависимости от ряда факторов. Большинство вспышек дуги не длятся очень долго, потому что источник электричества быстро отключается автоматическими выключателями или другим защитным оборудованием.

Самые современные системы в настоящее время используют устройства, известные как элиминаторы дуги, которые обнаруживают и гасят дугу всего за несколько миллисекунд.

Однако, если система не имеет какого-либо типа защиты, вспышка дуги будет продолжаться до тех пор, пока поток электричества не прекратится физически. Это может произойти, когда работник физически отключает электричество от зоны или когда повреждение, вызванное вспышкой дуги, становится достаточно серьезным, чтобы каким-то образом остановить поток электричества.

Посмотрите на реальный пример дуговой вспышки, которая продолжается в течение длительного периода времени, в следующем видео. К счастью, люди на видео были одеты в свои средства индивидуальной защиты и остались без травм. Мощный взрыв, громкий шум, яркий свет и огромная температура — все это чрезвычайно опасно.

Потенциал повреждения от вспышки электрической дуги

Из-за высоких температур, интенсивных взрывов и других результатов дуговой вспышки, дуговые вспышки могут очень быстро нанести большой ущерб. Понимание различных типов повреждений, которые могут возникнуть, может помочь предприятиям планировать свои обязанности по обеспечению безопасности.

Потенциальный ущерб собственности

• Тепло — тепло от дуговой вспышки может легко расплавить металл, что может повредить дорогостоящие машины и другое оборудование.
• Пожар — тепло от этих вспышек может быстро привести к пожару, который может распространиться через объект, если его не остановить.
• Взрывы — дуговой удар, который может возникнуть в результате дуговой вспышки, может разбить окна, расколоть дерево в этой области, погнуть металл и многое другое. Все, что хранится в радиусе взрыва дуги, может быть повреждено или уничтожено за считанные секунды.

Потенциальная травмы человека от вспышки электрической дуги

• Ожоги — ожоги второй и третьей степени могут возникнуть в доли секунды, когда кто-то находится вблизи вспышки дуги.
• Удар током — если вспышка дуги проходит через человека, он получит удар, как на электрическом стуле. В зависимости от силы тока, этот удар может быть смертельным.
• Слуховое повреждение — дуговые вспышки могут вызывать очень громкие шумы, которые могут привести к необратимому повреждению слуха тех, кто находится в этом районе.
• Повреждение зрения — Дуговые вспышки могут быть очень яркими, что может привести к временному или даже долговременному повреждению глаз.
• Ущерб от взрыва дуги — Взрыв дуги может создать силу, которая составляет тысячи фунтов на метр. Это может сбить человека с ног на несколько метров. Это также может вызвать переломы костей, коллапс легких, сотрясение мозга и многое другое.

Ношение средств индивидуальной защиты может обеспечить значительную степень защиты, но не может устранить все риски. Сотрудники, которые присутствуют при возникновении дуговой вспышки, всегда находятся под угрозой, независимо от того, какие СИЗ они носят.

Потенциальные причины вспышки электрической дуги

Вспышки дуги могут возникать по разным причинам. В большинстве случаев основной причиной будет поврежденный элемент оборудования, такой как провод. Это также может быть результатом того, что кто-то работает над оборудованием, что позволяет электричеству выходить с пути, к которому он обычно привязан.

Даже когда есть потенциальный путь за пределами проводки, электричество будет идти по пути наименьшего сопротивления. Вот почему вспышка дуги не обязательно произойдет, как только что-то будет повреждено или появится альтернативный путь. Вместо этого электричество будет продолжать идти по намеченному пути, пока не станет доступен другой вариант с меньшим сопротивлением.

Вот некоторые вещи, которые могут создать путь с меньшим сопротивлением и, следовательно, вызвать вспышку дуги:

• Пыль — в пыльных местах электричество может начать проходить через проводку или другое оборудование через пыль.
• Уроненные инструменты — например, если инструмент упал на провод, он может повредить его и пропустить электричество в инструмент. Оттуда он должен найти другой путь, чтобы продолжить свое движение.
• Случайное прикосновение — если человек касается поврежденной области, электричество может распространяться через его тело.
• Конденсация — когда образуется конденсат, электричество может выходить из проводки через воду, и тогда возникнет дуга.
• Отказ материала — Если провод поврежден до точки, в которой возникли проблемы с прохождением электричества, путь может быть более устойчивым, чем выход за пределы провода.
• Коррозия — Коррозия может создать путь за пределами проволоки, после чего возникает вспышка дуги.
• Неправильная установка — Если оборудование установлено неправильно, это может затруднить или сделать невозможным для электричества следовать по намеченному пути, что может вызвать вспышку дуги.

Предотвращение вспышек электрической дуги

Первый шаг в безопасности вспышки дуги сводит к минимуму риск возникновения. Это можно сделать, выполнив оценку электрического риска, которая может помочь определить, где находятся самые большие опасности на объекте. IEEE 1584 является хорошим вариантом для большинства объектов и поможет выявить общие проблемы.

Регулярные проверки всего высоковольтного оборудования и всей проводки являются еще одним важным шагом. Если есть какие-либо признаки коррозии, повреждения проводов или другие проблемы, их следует устранить как можно скорее. Это поможет безопасно хранить электрические токи внутри машин и проводов.

Некоторые конкретные области, которые должны быть проверены, включают в себя любые электрические распределительные щиты, щиты управления, панели управления, корпуса розеток и центры управления двигателями.

Предупреждающий знак

Обесточивающее оборудование при выполнении технического обслуживания

Всякий раз, когда машина требует какой-либо работы, она должна быть полностью обесточена. Обесточивание машины — это больше, чем просто выключение. Все машины должны быть отключены и физически отключены от любого источника питания. После отсоединения следует также проверить напряжение, чтобы убедиться, что скрытая энергия не накапливалась.

В идеале должна существовать политика блокировки, которая установит физическую блокировку источника питания, чтобы его нельзя было случайно подключить обратно, пока кто-то работает на машине.

Предохранители

По возможности, автоматические выключатели должны быть установлены на всех машинах. Эти автоматические выключатели быстро обнаружат внезапный скачок напряжения и немедленно остановят поток. Даже при использовании автоматических выключателей может возникнуть дуговая вспышка, но она будет длиться лишь часть времени, так как электрический ток будет отключен.

Однако даже очень короткая вспышка дуги может привести к смертельному исходу, поэтому автоматические выключатели не должны рассматриваться как достаточная программа обеспечения безопасности вспышки дуги.

Стандарты безопасности

Все объекты должны учитывать различные стандарты безопасности при использовании дуговых вспышек, которые были установлены государственными и частными учреждениями. Определение того, какие стандарты должны соблюдаться, может помочь обеспечить соответствие объекта местным правилам и нормам, а также обеспечить безопасность объекта.

Ниже приведены наиболее распространенные стандарты безопасности дуговой электрической вспышки:

• OSHA — OSHA имеет несколько стандартов, в том числе 29 CFR частей 1910 и 1926. Эти стандарты охватывают требования для производства, передачи и распределения электроэнергии.
• Национальная ассоциация противопожарной защиты (NFPA) — стандарт NFPA 70-2014 , Национальный электротехнический кодекс (NEC) относится к безопасной электрической установке и практике. Стандарт NFPA 70E , Стандарт электробезопасности на рабочем месте, детализирует различные требования к предупредительным надписям, включая предупредительные надписи, касающиеся дуговых вспышек и дуговых взрывов. Он также предлагает рекомендации по внедрению лучших практик на рабочем месте, чтобы помочь сотрудникам, работающим с высоковольтным оборудованием, быть в безопасности.
• Канадская ассоциация стандартов Z462 — Это очень похоже на стандарты NFPA 70E, но применимо для канадских компаний.
• Лаборатории страховщиков Канады — этот набор стандартов предназначен для любой ситуации, когда производится, передается или распределяется электроэнергия, и охватывает требования безопасности. Аналогично стандартам OSHA, но для Канады.
• IEEE 1584 — это набор руководящих принципов для точного расчета опасности дуговых вспышек.

Способы гашения электрической дуги

При разрыве электрической цепи, находящейся под током, между контактами возникает дуговой разряд, представляющий собой поток заряженных частиц — электронов и ионов, перемещающихся с большой скоростью между контактами. Высокая температура дуги (около 10 000° С в стволе дуги и до 2000-3000° С на ее поверхности) может привести к плавлению металлов и разрушению контактов, а ионизация окружающей среды — к пробою и перекрытию изоляции. Поэтому необходимо быстро прервать ток, который после размыкания контактов идет в цепи через электрическую дугу.

В тяговых аппаратах применяют следующие способы гашения дуги: механическое, роговое и электромагнитное.

Механическое гашение электрической дуги осуществляется удлинением ее посредством увеличения расстояния между контактами. Этот способ нашел применение в аппаратах с ручным приводом, например в выключателях управления, контроллерах управления, а также реле и др. Недостатком этого способа является малая скорость гашения дуги, большая длина дуги, повышенное подгорание и оплавление контактов.

Роговое гашение электрической дуги происходит при ее удлинении под действием силы воздушной тяги, появляющейся в результате поднимания нагретого дугой воздуха вверх и электродинамических усилий между элементами дуги и рогами, направленных также снизу вверх. Под действием этих сил электрическая дуга быстро перемещается кверху, увеличиваясь по длине, и разрывается. Роговое гашение электрической дуги используют в роговых разрядниках и в дугогасящих устройствах тяговой электроаппаратуры.

Электромагнитное гашение дуги вызывается взаимодействием магнитного потока, создаваемого специальной дугогасительной катушкой, и тока электрической дуги.

При конструировании дугогасительных устройств обычно одновременно принимают несколько способов гашения дуги. Дугогасительное устройство контактора с электромагнитным (основным) и роговым (вспомогательным) гашением (рис. 32) состоит из катушки 5, камеры 1 с полюсными наконечниками 2 и рогов Зкб. Дугогасительную катушку выполняют из шинной меди, намотанной на ребро, и укрепляют ее на сердечнике 4. В аппаратах, осуществляющих коммутацию цепей со сравнительно небольшим током, катушку наматывают из изолированного медного провода круглого сечения. Дугогасительную катушку устанавливают непосредственно за верхним дугогасительным рогом и включают последовательно с контактами. Дугогасительную камеру выполняют из асбоцементных листов, пропитанных льняным маслом для улучшения изоляционных свойств, или из специальной дугостойкой керамики. Камеру закрепляют в полюсных наконечниках из листовой стали. Полюсные наконечники, соединяясь с сердечником дугогасительной катушки, образуют магнитопровод, благодаря которому сокращается рассеивание магнитного поля и магнитные потоки сосредоточиваются в дугогасящем пространстве камеры.

В электрической цепи аппарата ток идет в следующем направлении: от провода I, через дугогасительную катушку, неподвижный 7 и подвижный 8 контакты к проводу //. При данном направлении тока в дугогасительной катушке (против часовой стрелки) направление магнитного поля внутри камеры указано стрелкой

(см. рис. 32). Одновременно вокруг дуги образуется магнитное поле, направленное против часовой стрелки. Магнитное поле дуги, взаимодействуя с магнитным полем дугогасительной катушки, создает силу заставляющую дугу перемещаться внутрь камеры. Направление вилы В определяется по правилу левой руки. Дуга, перемещаясь по рогам внутрь дугогасительной камеры, все более удлиняется, охлаждается о стенки камеры, сопротивление ее резко возрастает и дуга гаснет. = ?/_дЛ (12)

где /д — длина дуги, см;

В — магнитная индукция, Тл; 1 — отключаемый ток, А,

В соответствии с законом Ома для магнитной цепи

(13)

если пренебречь магнитным сопротивлением стали и учитывать только расстояние между полюсами, сопротивление

где /да — намагничивающая сила катушки дугогашения, А, создающая магнитный поток Ф в пространстве гашения электрической дуги;

б — расстояние между полюсами магнитной системы, см: а — площадь поперечного сечения поля гашения, см²; ро=0,4я10-⁸ — магнитная проницаемость воздуха, Гн/см. Подставляя данные в уравнение (12), получим

Из уравнения (15) следует, что сила, действующая на дугу, пропорциональна квадрату отключаемого тока. Поэтому при последовательном включении дугогасительной катушки с контактами аппарата увеличение тока в электрической цепи повысит эффективность гашения дуги при выключении дуги.

⇐Контактные соединения, контактные материалы | Электрооборудование трамваев и троллейбусов | Расчет обмоток электромагнита⇒

Плазма — электрическая дуга — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Плазма — электрическая дуга

Cтраница 1

Плазма электрической дуги — это газ, нагретый до высокой температуры и содержащий наряду с нейтральными частицами электроны и ионы. Температура дуги определяется внутренней энергией газа. В общем случае внутренняя энергия дугового газа имеет следующие составляющие: кинетическую энергию поступательного и вращательного движений молекул и колебательного движения атомов; потенциальную энергию взаимодействия молекул и атомов; внутриатомную энергию электронных уровней; внутриядерную энергию.  [1]

Плазма электрической дуги — это газ, нагретый до высокой температуры и содержащий ионизированные электроны и ионы наряду с нейтральными частицами. Температура дуги определяется внутренней энергией газа. В общем случае внутренняя энергия газа имеет следующие составляющие: а) кинетическая энергия поступательного и вращательного движений молекул и колебательного движения атомов; б) потенциальная энергия взаимодействия молекул и атомов; в) внутриатомная энергия электронных уровней; г) внутриядерная энергия.  [2]

Плазма электрической дуги при атмосферном давлении может быть характеризована определенной температурой, так как в такой плазме имеет место термодинамическое равновесие, при котором процессы возбуждения и ионизации подчиняются соответственно формулам Больцмана и Саха.  [3]

Температура плазмы электрической дуги, возбуждаемой в молекулярном газе, изучена намного меньше, чем в аргоне. Это обусловлено большим распространением плазмотронов, работающих на аргоне, и более простой методикой их измерения.  [4]

После очистки газ подвергают пиролизу в плазме электрической дуги в атмосфере кислорода. Для этих целей обычно используют активный уголь типа норит, близкий по свойствам углю СКТ.  [5]

Каковы среднеквадратичные скорости ионов Н и СН в плазме электрической дуги реактора электрокрекинга метана, если температура в ней равна 2 00 — 104 К.  [6]

Однако, в настоящее время отсутствуют обобщенные зависимости температуры плазмы электрической дуги от различных параметров плазмотрона.  [8]

Излучение приобретает особые формы и большое значение в условиях плазмы электрической дуги, возникающей между контактами аппаратов при коммутации тока. Оно протекает под влиянием различных видов взаимодействия между частицами. Различают несколько разновидностей излучения: тормозное, излучение рекомбинации, излучение возбуждения.  [9]

Все более широкое применение находят способы получения дициана в плазме электрической дуги из азота и углерода. Процессы эти представляют значительный интерес с точки зрения связывания атмосферного азота.  [10]

В качестве источника тепла при резке используют газокислородное пламя или плазму электрической дуги.  [11]

Благодаря большой плотности вещества и высоким температурам, концентрация заряженных частиц в плазме электрических дуг и разрядов высокого давления достигает 1018 — 1021 см-3. В такой плазме дебаевский параметр неидеальности Г может достигать довольно больших значений. При этом при давлениях р 1 МПа плазма разряда высокого давления является локально-равновесной. В данном разделе будут кратко охарактеризованы основные направления в исследовании плазмы разрядов высокого давления.  [13]

Эмиссионный спектральный ( атомно-эмиссионный) анализ основан на регистрации линейчатых спектров, излучаемых парами определяемого вещества в плазме электрической дуги или в искре. Эти спектры называют спектрами излучения или эмиссионными спектрами, а анализ — эмиссионным спектральным.  [14]

Молекулярные спектры наиболее прочных молекул и радикалов, например СаО, ОН, АЮ, Si О, наблюдаются в периферических, более холодных частях плазмы электрической дуги, а также в пламенах.  [15]

Страницы:      1    2

Что такое электрическая дуга и почему это опасно? Atlanta Electrician

Электрическая дуга возникает, когда электрический ток течет по воздуху между двумя проводниками в результате электрического пробоя газа, который вызывает продолжающийся электрический разряд. Это может быть результатом зазоров или разрывов изоляции, неисправности оборудования, загрязнений, таких как пыль, коррозия и нормальный износ на поверхности проводника, перегрузки выводов вилок или изношенных и оголенных проводов.

Когда это происходит, электрический ток перестает двигаться по намеченному пути и вместо этого проходит через поврежденную изоляцию от одного проводника к другому или перескакивает по дуге на ближайший заземленный объект. Неконтролируемая проводимость электрического тока и ионизация окружающего воздуха вызывают электрическую дугу. Сильная тепловая и световая энергия в точке дуги называется вспышкой дуги.

Дуговые замыкания вызываются множеством факторов, включая нарушение изоляции, случайный контакт с оборудованием под напряжением или плохое обслуживание электрических систем и оборудования.Предотвращение возникновения дугового разряда в первую очередь или, по крайней мере, возможность его минимизации путем принятия мер предосторожности и превентивных мер, таких как базовое тестирование. и убедитесь, что ваше электрическое оборудование обслуживается. Рекомендуется проконсультироваться со специалистом по дуговой вспышке, и этот эксперт сможет предоставить вам оценку риска и рекомендации по снижению риска для соблюдения требований по опасности возникновения дугового разряда. Часть соответствия обязательно будет включать установку предохранительных устройств, но вам потребуется экспертная оценка, чтобы определить более рискованные области и места, где наиболее целесообразно установить указанные предохранительные устройства.

Электрическая дуга, дуговые замыкания и вспышки дуги чрезвычайно опасны, потому что они представляют собой концентрацию тока и напряжения дугового замыкания в одном месте, что приводит к высвобождению огромной энергии, которая потенциально может вызвать травмы в результате серьезных ожогов и пожара. Как объясняется в автомобильной лаборатории, сварочный аппарат MIG — это, по сути, управляемая дуга; В случаях электрического сбоя, описанного выше, дуга не контролируется и может перескочить на другой заземленный объект. Однако, как и эти сварщики, они также могут вызвать повреждение зрения, поэтому сварщики TIG и MIG носят защитный шлем.А поскольку дуговые вспышки распространяются по воздуху, они могут нанести травмы вам и окружающим вас людям. По статистике, риск травмы от дугового замыкания выше, чем от поражения электрическим током.

Кроме того, тепло, выделяемое электрической дугой, может разрушить изоляцию провода и вызвать электрический пожар. Или экстремальная температура дуги может привести к испарению проводников, так что может образоваться волна значительного давления и звуковая волна. Тогда дуга становится похожей на взрыв, и волна и ударная волна могут вызвать значительный материальный ущерб, серьезные физические повреждения и даже слуховые травмы.Вспышки дуги могут также выделять ядовитые газы, которые могут быть опасными для здоровья человека, потенциально вызывая повреждение легких. И, конечно же, вспышки дуги могут нанести большой ущерб электрическому оборудованию и другому находящемуся поблизости имуществу. Профессионалы описывают, что температура дуги иногда в четыре раза превышает температуру поверхности Солнца.

Электрическая дуга предотвращается за счет правильной установки устройств защиты от перегрузки по току, которые работают путем размыкания цепи. С 2002 года NEC начал требовать, чтобы все новые конструкции включали прерыватели цепи дугового замыкания или AFCI в ответвленных цепях внутри электрических панелей.AFCI похожи на GFCI, которые работают как защитные устройства, отключая цепь при обнаружении паразитного тока.

Еще одна профилактическая мера, которую электрики и другие лица могут предпринять для предотвращения травм или несчастных случаев, вызванных электрической дугой и вспышками дуги, — это обесточивание. Выключение оборудования перед работой с ним означает, что вы устраняете или, по крайней мере, сводите к минимуму вероятность того, что паразитные электрические токи будут прыгать по воздуху между проводниками или прыгать к вам.Фактически, NEC требует, чтобы перед работами с электрическими проводниками, которые могут быть под напряжением, проводился анализ опасности поражения электрическим током. Этот анализ опасности поражения электрическим током поможет определить, какие защитные меры следует принять во время выполнения работ, а также какие дополнительные меры следует принять для защиты как электрика, так и других лиц, регулярно контактирующих с проводниками, находящимися под напряжением. Большинство травм в результате вспышки дуги происходит при использовании оборудования.Отсюда следует осторожность при отключении питания перед выполнением любых электромонтажных работ.

Что такое электрическая дуга?

Электрическая дуга — это скачок электрического тока через зазор в цепи или между двумя электродами (проводниками электричества). Возможно, вы знакомы с этим заданием из классического научного эксперимента — Лестницы Иакова. Однако возникновение дуги может вызвать вспышку дуги, при которой электричество течет или разряжается по непредусмотренному пути. Эти вспышки воспламеняются твердыми частицами в окружающей среде, которые могут быть чем угодно, от пыли до газа.Электрическая дуга может превышать 10 000 ° F, и вероятный результат этих вспышек дуги — электрическое возгорание.

Дуга в электрических панелях

Вспышки дуги могут возникнуть в любом месте, где протекает электрический ток. Тридцать шесть процентов вспышек дуги происходит в электрических панелях и корпусах. Электрические панели содержат множество различных цепей, шин и соединений. Дуга обычно возникает при перегрузке и перегреве цепи. Перегрев вызывает повреждение не только автоматического выключателя, но и его подключения к шине.После повреждения автоматический выключатель может выйти из строя и продолжать пропускать электричество между его подключениями, а не отключаться. Автоматический выключатель предназначен для отключения или разрыва цепи и не работает до тех пор, пока не будет сброшен. Однако, если поврежденный автоматический выключатель продолжает пропускать электричество, возникает вероятность возникновения дуги.

Другие причины электрической дуги

Проводка в электрической панели может быть повреждена, даже если она закрыта и защищена от потенциальных опасностей.Возможные причины включают:

• Разрыв или отключение электропроводки во время планового технического обслуживания или новых установок
• Изоляция, покрывающая провод, повреждена и обнажена
• Электрический шкаф оставлен открытым или поврежден, что делает его уязвимым для элементов
• Перегорание, когда слишком много предохранителей помещено в электрическую панель
• Неисправное оборудование или компоненты

Как электрическая дуга вызывает пожар

Согласно Национальной ассоциации противопожарной защиты — NFPA 921, раздел 14.9.1, чтобы возгорание происходило от источника электричества, должно произойти следующее:

• Электропроводка, оборудование или компонент должны быть запитаны от проводки здания, аварийной системы, батареи или другого источника.
• Достаточное количество тепла и температуры для воспламенения легко воспламеняемого материала должно быть произведено электрической энергией в точке происхождения от источника электричества.

Как указано выше, дуговые вспышки вызывают температуру, которая может превышать 10 000 ° F.Это тепло намного выше точки плавления изоляции провода, которая обычно составляет 194 ° F. Возгорание дугового разряда обычно начинается с возгорания изоляции провода (пластикового покрытия), но также может быть вызвано частицами пыли и другими загрязняющими веществами в окружающей среде.

Предотвращение вспышки электрической дуги

В вашей электрической панели вы можете установить прерыватели цепи дугового замыкания вместо стандартного прерывателя цепи. Индикаторы AFCI предназначены для обнаружения широкого спектра дуговых замыканий в электрической цепи.Они обнаруживают эти неисправности, используя передовые электронные технологии для контроля цепи на наличие «нормальных» и «опасных» условий возникновения дуги. Обратной стороной AFCI является цена. AFCI обычно стоит 30-40 долларов каждый, в то время как обычный автоматический выключатель стоит 2-5 долларов каждый. Много споров идет о том, действительно ли они работают, потому что искрение все еще происходит, когда установлены AFCI, хотя они значительно снижают риск.

Электрическая противопожарная защита

Хотя не все электрические дуговые замыкания можно предотвратить, электрические панели можно защитить от возгорания внутри шкафа, вызванного вспышкой дуги.Системы автоматического пожаротушения могут быть установлены внутри электрического щита и обеспечат круглосуточную бесперебойную защиту от пожара. В системе используется находящаяся под давлением трубка обнаружения Firetrace, которая взрывается и выделяет чистящее средство в шкаф при воздействии пламени. Чистящие средства не проводят электричество, не вызывают коррозию и не оставляют следов.

Автоматические системы пожаротушения обеспечивают быстрое тушение пожара прямо в очаге пожара, ограничивая повреждение оборудования и предотвращая срабатывание спринклеров.Добавление автоматической системы пожаротушения ограничит возгорание отдельного шкафа.

Electric Arc — обзор

16.2 Материалы и методология

Электродуговый шлак, произведенный на заводе ферроникеля LARCO S.A Larymna в Греции, был использован для синтеза геополимеров. Годовое производство шлака составляет около 1 700 000 т, из которых около 450 000 т используется в цементной промышленности. Стоимость утилизации оставшихся объемов достигает 650 000 евро в год.Размер частиц хрупкого шлака колеблется от 0,075 до 4 мм (большая часть приходится на фракцию 0,1–1,5 мм). Шлак сушили и измельчали ​​(91% –50 мкм, 47% –10 мкм) с помощью пульверизатора FRITSCH, чтобы увеличить площадь поверхности и улучшить прочность на сжатие произведенных геополимеров (Захараки, 2005; Захараки и Комницас, 2005; Захараки et al ., 2006). Используемые добавки включают каолинит (Fluka), метакаолинит (полученный путем прокаливания каолинита при 600 ° C в течение 4 часов), CaO (Alfa Aesar), кварцевый песок, а также пуццолан, летучую золу, красный шлам и стекло.

В таблице 16.1 показан химический анализ шлака и добавок, используемых в виде оксидов и микроэлементов. Содержание железа в шлаке показано как Fe ₂ O ₃ , но также присутствует значительная часть двухвалентного железа. Микроэлементы видны в элементарной форме. Основные минералогические фазы, присутствующие в шлаке, а именно фаялит, анортит, кварц, тридимит, кристобалит, магнетит, форстерит и хромит, видны на рентгенограмме рис. 16.1. Судя по форме рисунка, содержание аморфного вещества превышает 50%.

Таблица 16.1. Химический анализ сырья и добавок

10,50

6

84

84

%	Ферроникелевый шлак	Пуццолан	Летучая зола	Красный шлам	Техническое стекло
Fe 2 O 3	43,83	1,09	5,60	45,48	—
SiO 2	32,74	72,22	33,40	6.96	74,00
Al 2 O 3	8,32	17,73	13,10	15,65	1,30
			CaO	01 3,73
Cr 2 O 3	3,07	—	—	—	—
MgO	2,76	1.10	3,67	—	—
Mn 3 O 4	0,44	0,19	0,19	—	—
O
	Na
	3,30	0,46	3,26	13,00
K 2 O	—	3,05	0,76	—	—
P 9006	0.56	—	—	—
TIO 2	—	0,14	0,71	4,80	—
SO 31091076 —	— 6,5	—	—
S	0,18	—	—	—	—
C	0,11	—	—	6	— 9084 900 Ni	0.10	—	—	—	—
Co	0,02	—	—	—	—

16.1. Рентгенограмма шлака (Fa: фаялит, A: анортит, Q: кварц, T: тридимит, Ct: кристобалит, M: магнетит, Fo: форстерит, Ch: хромит).

Песок кварцевый, закупаемый в гранулированном виде, состоит из кварца. Пуццолан, добываемый на острове Милос, Греция, является очень дешевым материалом, и при использовании в портландцементном бетоне он увеличивает его долговременную прочность на сжатие.Летучая зола была получена от Ptolemais, N.W. Греция, тепловая электростанция и классифицируется согласно ASTM как тип C; его основные минералогические фазы — кварц SiO ₂ , кальцит CaCO ₃ , ангидрит CaSO ₄ , геленит Ca ₂ (Al (AlSi) O ₇ ), альбит NaAl ₄ Si ₃ O ₈ , известь CaO и портландит Ca (OH) ₂ . Красный шлам был получен из АО «Алюминий Греции» и состоит из кварца SiO ₂ , гематита Fe ₂ O ₃ , гиббсита Al (OH) ₃ , диаспора AlO (OH), кальцита CaCO ₃ , канкринит Na ₆ Ca ₂ Al ₆ Si ₆ O ₂₄ (CO ₃ ) ₂ и катоит Ca ₃ Al ₂ (SiO ₄ ) (OH) ₈ .Техническое стекло — это аморфный материал, состоящий в основном из оксидов кремния, кальция и натрия. Перед использованием стекло и кварцевый песок измельчали ​​в порошок.

Шлак и добавки смешивали и медленно добавляли в активирующий раствор, приготовленный растворением безводных гранул гидроксида натрия или калия (ACS-ISO для анализа) в дистиллированной воде и смешиванием с раствором силиката натрия (Merck, Na ₂ O: SiO ₂ = 0,3, Na ₂ O = 7,5–8,5%, SiO ₂ = 25.5–28,5%). При непрерывном механическом перемешивании получали реактивную однородную пасту. Массовый процент добавления шлака и добавок варьируется и зависит от реагентов, используемых в каждом случае для получения рабочей пасты. Было синтезировано несколько контрольных образцов с использованием шлака и активирующего раствора в каждой серии опытов.

Пасту отливали в пластиковые кубические формы (по 5 см с каждой стороны), которые подвергали вибрации в течение пяти минут для удаления захваченного воздуха. Некоторые образцы предварительно отверждали при комнатной температуре в течение максимум 4 дней, а затем нагревали в лабораторной печи (MMM GmbH) при требуемой температуре в течение 24 или 48 часов.После извлечения из формы старение происходило при комнатной температуре в течение 7 или 28 дней, чтобы усилить развитие структурных связей. Затем была измерена прочность на сжатие с использованием силовой рамы MTS 1600. Все эксперименты проводились в двух экземплярах. Лишь в единичных случаях, когда отклонение результатов эксперимента превышало 10%, были изготовлены дополнительные образцы.

Для изучения геохимической стабильности полученных геополимеров образцы, синтезированные с использованием шлака и каолинита в условиях 80 ° C, 48 часов, 28 дней, погружали в растворы, содержащие дистиллированную, морскую воду и 0.5N HCl и оставил максимум на 9 месяцев. Первоначально использовалось 400 мл каждого раствора, а при необходимости добавлялись свежие растворы для учета потерь при испарении. Жидкие пробы собирали ежемесячно и анализировали на pH, окислительно-восстановительный потенциал (pH / Eh-метр Hanna 211) и электропроводность (кондуктометр Hanna EC215). Морская вода считалась выщелачивающим средством для оценки целостности геополимеров при использовании в прибрежных или подводных строительных работах. Раствор HCl использовался для оценки их поведения в чрезвычайно агрессивных / коррозионных промышленных средах.

Образцы были подвергнуты циклам замораживания-оттаивания (с использованием –15 ° C и 20 ° C в качестве крайних температур) в течение 9 месяцев, а также высокотемпературному нагреву (до 800 ° C) в течение 6 часов для оценки их целостность конструкции; Каолинит не добавлялся во время синтеза геополимера, когда изучалось влияние высокотемпературного нагрева.

XRD-анализ выполнялся на дифрактометре Siemens D500 с использованием Fe-трубки и диапазона сканирования от 3 ° до 70 ° 20 с шагом 0,03 ° и временем измерения 4 секунды / шаг.Качественный анализ проводился с использованием программного обеспечения Diffrac _plus (Bruker AXS) и базы данных PDF. Визуализацию микроструктуры геополимера проводили с использованием сканирующего электронного микроскопа JEOL JSM-5400, оборудованного оксфордским энергодисперсионным рентгеновским спектрометром (EDS). Перед анализом образцы были покрыты углеродом для увеличения проводимости поверхности. Анализ FTIR выполняли с помощью FTIR Spectrometer Model 1000 (Perkin-Elmer) с использованием метода таблеток KBr (1.Образец порошка 5 мг, смешанный с 150 мг KBr). Анализ ТГ проводили с использованием термогравиметрического анализатора Perkin Elmer TGA 6 (максимальная температура нагрева составляла 950 ° C при скорости 10 ° C мин. ^-1 с использованием скорости продувки азотом 60 мл мин. ^-1 ).

Электрическая дуга [Определение, применение и дуговая вспышка]

18 июня 2018

Электробезопасность имеет первостепенное значение для обслуживания любого эффективного и производительного объекта, и одной из самых больших угроз безопасности рабочих является электрическая дуга и вспышка дуги.Для менеджеров по безопасности — убедиться, что на предприятии нет опасностей, связанных с электрической дугой и вспышкой дуги, и приняты меры для минимизации ущерба в случае одной из этих аварий.

Электрические пожары вызывают катастрофические повреждения, а в промышленных условиях они часто вызываются электрическими дугами того или иного типа. В то время как некоторые типы электрических дуг трудно пропустить, «дуговая вспышка громкая и включает в себя большой яркий взрыв», некоторые электрические дуги, такие как дуговое замыкание, менее заметны, но могут быть столь же разрушительными.Дуговые замыкания часто являются причиной электрических пожаров в жилых и коммерческих зданиях.

Проще говоря, электрическая дуга — это электрический ток, который намеренно или непреднамеренно разряжается через зазор между двумя электродами через газ, пар или воздух и распространяет относительно низкое напряжение на проводники. Тепло и свет, производимые этой дугой, обычно являются интенсивными и могут использоваться для определенных применений, таких как дуговая сварка или освещение прожекторами. Непреднамеренные дуги могут иметь разрушительные последствия, например: возгорание, опасность поражения электрическим током и материальный ущерб.

В 1801 году британский химик и изобретатель сэр Хамфри Дэви продемонстрировал электрическую дугу своим коллегам из Лондонского королевского общества и предложил название — электрическая дуга. Эти электрические дуги, когда они не сдерживаются, выглядят как зазубренные удары молнии. За этой демонстрацией последовали дальнейшие исследования электрической дуги, как это проиллюстрировал русский ученый Василий Петров в 1802 году. Дальнейшие успехи в ранних исследованиях электрической дуги привели к появлению таких важных для отрасли изобретений, как сварочные аппараты.

По сравнению с искрой, которая является кратковременной, дуговый разряд представляет собой непрерывный электрический ток, который выделяет столько тепла от заряда, несущего ионы или электроны, что он может испарить или расплавить что-либо в пределах дугой. Дуга может поддерживаться как в электрических цепях постоянного, так и переменного тока, и она должна включать некоторое сопротивление, чтобы повышенный ток не оставался неконтролируемым и полностью разрушал фактический источник цепи с его потреблением тепла и энергии.

При правильном использовании электрические дуги могут быть полезны.Фактически, каждый из нас выполняет ряд повседневных задач, благодаря ограниченному применению электрических дуг.

Электрические дуги используются в некоторых вспышках фотокамер, прожекторах для освещения сцены, люминесцентном освещении, дуговой сварке, дуговых печах (для производства стали и таких веществ, как карбид кальция), а также в устройствах плазменной резки (в которых сжатый воздух сочетается с мощной дугой и превращается в плазму, способную мгновенно прорезать сталь).

Электрическая дуга также может быть чрезвычайно опасной, если не предназначена.Ситуации, когда электрическая дуга возникает в неконтролируемой среде, как в случае вспышки дуги, могут привести к травмам, смерти, пожару, повреждению оборудования и материальному ущербу.

Чтобы защитить рабочих от электрической дуги, компании должны использовать следующие продукты для вспышки дуги, чтобы снизить вероятность возникновения электрической дуги и уменьшить ущерб в случае одной из них:

• Перчатки с защитой от дугового разряда — Эти перчатки предназначены для защиты рук от поражения электрическим током и минимизации травм в случае поражения электрическим током.
• Видеообучение «Вспышка дуги» — Эти учебные занятия позволят вашим сотрудникам быть в курсе всех опасностей, связанных с работой в условиях повышенного напряжения, и способов защиты от них.
• Программное обеспечение для расчета опасности дугового разряда — Этот интуитивно понятный калькулятор дугового разряда и программное обеспечение для анализа упрощают оценку электрических систем вашего предприятия.

Ссылка в Википедии на фото электрической дуги

Электрическая дуга — использование электрической дуги — электроды, давление, материал и свет

Есть много типов дуговых устройств.Некоторые работают при атмосферном давлении и могут быть открытыми, а другие работают при низком давлении и поэтому закрыты в контейнере, например, glass . Свойство большого тока дуги используется в ртутных дуговых выпрямителях, таких как тиратрон. Применяется переменная разность потенциалов, и дуга передает ток только в одном направлении. Катод нагревается нитью накала.

Высокая температура, создаваемая электрической дугой в газе, используется в печах. Аппараты для дуговой сварки используются для сварки, при которой металл плавится и добавляется в соединение. Дуга может подавать тепло только , или один из ее электродов может служить расходуемым основным металлом. Плазменные горелки используются для резки, напыления и газового нагрева. Резку можно производить с помощью дуги, образованной между металлом и электродом.

Дуговые лампы обеспечивают высокую светоотдачу и большую яркость. Свет исходит от сильно накаленных (около 7000 ° F [3871 ° C]) электродов, как в угольных дугах , или от нагретых ионизированных газов, окружающих дугу, как в дугах пламени .Угольная дуга, в которой два угольных стержня служат в качестве электродов, была первым практическим коммерческим электрическим осветительным устройством и до сих пор остается одним из самых ярких источников света. Он используется в кинопроекторах для театров, в больших прожекторах и маяках. Дуги пламени используются в цветной фотографии и в фотохимических процессах, поскольку они очень близки к естественному солнечному свету. Уголь пропитан летучими химическими веществами, которые при испарении загораются и попадают в дугу.Цвет дуги зависит от материала; материалом может быть кальция , барий , титан или стронций. В некоторых случаях длина волны излучения находится за пределами видимого спектра . Дуги ртути производят ультрафиолетовое излучение под высоким давлением. Они также могут излучать видимый свет в трубке низкого давления, если внутренние стенки покрыты флуоресцентным материалом , например люминофором; люминофор излучает свет при освещении ультрафиолетовым излучением ртути.

Другое использование дуг включает клапаны (использовавшиеся на заре радио ) и в качестве источника ионов в ядерных ускорителях и термоядерных устройствах. Возбуждение электронов в дуге, в частности прямая бомбардировка электронами, приводит к узким спектральным линиям . Следовательно, дуга может предоставить информацию о составе электродов. Спектры металлических сплавов широко изучаются с помощью дуг; металлы соединяются с материалом электродов и при испарении дают отчетливые спектры.

Что это такое, почему это происходит и как этого избежать?

Источник изображения: qeedle.com

Термин «вспышка дуги» используется для описания низкоомных соединений в электрической системе, которые позволяют перемещать нежелательный электрический разряд по воздуху от одной фазы напряжения к другой или к земле. Это приводит к быстрому повышению температуры и давления в воздухе между электрическими проводниками, вызывая взрыв, известный как дуговая разрядка.

Дуговые взрывы и образующееся тепло могут привести к пожарам, волнам давления и разлетающимся осколкам, что приведет к серьезному ущербу для жизни и имущества. Эти взрывы обычно происходят без предупреждения, полностью разрушают электрическое оборудование и приводят к серьезным травмам или смерти персонала, находящегося в зоне действия дуги.

Каковы основные причины дугового разряда?

Вспышка дуги возникает, когда несколько электрических проводников расположены близко друг к другу, и через них протекают значительные токи короткого замыкания.В этой ситуации ионизация воздуха может происходить в результате различных факторов, таких как разность потенциалов, что приводит к пути с низким сопротивлением и позволяет току проходить через воздушный зазор между проводниками.

Многие люди предполагают, что низковольтное оборудование защищено от вспышки дуги, но уровень опасности вспышки дуги может быть выше при низких напряжениях из-за высоких токов короткого замыкания. Большинство инцидентов, которые происходят в системах низкого напряжения, вызваны ошибкой человека, например: инструмент соскальзывает, когда техник работает с электрооборудованием.

Вспышка дуги также может быть вызвана следующими причинами:

• Небрежность или несчастные случаи, например касание неправильной поверхности измерительным щупом
• Неправильный инструмент, установка и техника работы
• Отсутствие знаний и навыков по электробезопасности
• Использование поврежденных электрических материалов / оборудования
• Препятствие в панелях отключения
• Повреждение, разрыв или износ изоляции
• Пыль, мусор и коррозия на электрических проводниках
• Неправильное профилактическое обслуживание автоматических выключателей и переключателей
• Открытые части под напряжением, ослабленные соединения или коррозия
• Кабели статического электричества или высокого напряжения
• Воздействие воды или других жидкостей на электрическое оборудование

Как лучше всего избежать дугового разряда?

При правильном обучении, процедурах безопасности и оборудовании можно свести к минимуму риск возникновения дуги.Вот 5 важных мер предосторожности, которые вы должны предпринять:

1. Обесточьте оборудование и удалите персонал

   Очень важно исключить потенциальную опасность, насколько это возможно. Избегайте работы с электрооборудованием, находящимся под напряжением, и проявляйте особую осторожность во время тестирования, чтобы убедиться, что оно было обесточено или при повторном включении. Используйте технологию удаленного стеллажа для управления автоматическими выключателями за пределами границы вспышки дуги вместо того, чтобы позволять персоналу находиться на месте. риск травмы или смерти.

2. Изучение опасностей и использование технологий с низким уровнем риска

   Соберите данные о системе распределения электроэнергии на вашем предприятии и проведите исследования по координации устройств защиты от короткого замыкания и защиты, чтобы определить категории опасности вспышки дуги для электрического оборудования, а также способы их снижения. Кроме того, изучите такие технологии, как дистанционное перемещение оборудования в стойку и ограничение дуги. предохранители, которые помогают защитить персонал и имущество.

3. Редизайн электрических систем и средств управления

   Определите необходимый уровень СИЗ — средств индивидуальной защиты — в соответствии с категорией опасности вспышки и убедитесь, что персонал должным образом экипирован.Перепроектируйте свое оборудование и процессы, чтобы максимизировать инженерный контроль, который помогает предотвратить и снизить риски. Отрегулируйте настройки автоматических выключателей и систем распределения энергии, где это необходимо, и замените электрическое оборудование с высоким риском на устройства, которые уменьшают энергию инцидентов.

4. Улучшение обучения технике безопасности и осведомленности о рисках

   В дополнение к предписаниям регулирующих органов, таких как OSHA, надлежащая подготовка по технике безопасности также гарантирует, что ваш персонал понимает последствия невнимательности и всегда соблюдает надлежащие процедуры безопасности.Это не только поможет защитить их в случае возникновения дуги, но и поможет им понять, как минимизировать риск.

5. Создание и внедрение строгой программы обеспечения безопасности

   Определите риски, границы и подходящие СИЗ для электробезопасности с помощью исследований опасности вспышки дуги. Убедитесь, что надлежащие электротехнические правила и рабочие процессы задокументированы, доведены до сведения всего задействованного персонала и строго соблюдаются.

Также создайте программу профилактического обслуживания электрических материалов / оборудования и убедитесь, что только квалифицированный и полностью обученный персонал, оснащенный соответствующими инструментами и СИЗ, может работать с электрическими системами.

D&F Liquidators обслуживает потребности в строительных материалах для электротехники более 30 лет. Это международная информационная служба площадью 180 000 квадратных метров, расположенная в Хейворде, Калифорния. Он хранит обширный инвентарь электрических разъемов, кабелепроводов, автоматических выключателей, распределительных коробок, проводов, предохранительных выключателей и т. Д. Он закупает электрические материалы у ведущих компаний по всему миру. Компания также ведет обширный инвентарь взрывозащищенной электротехнической продукции и современных решений в области электрического освещения.Поскольку компания D&F закупает материалы оптом, она имеет уникальную возможность предложить конкурентоспособную структуру ценообразования. Кроме того, он может удовлетворить самые взыскательные запросы и отгрузить материал в тот же день.

Поделитесь этой историей, выберите платформу!

Дуга: опасность поражения электрическим током или возгорания

Искра — это явление, которое может возникать при ненадежных электрических соединениях. Это может быть на стыках проводов, на соединениях выключателя, настенных выключателях, розетках или внутри устройства.Искрение вызвано напряжением и физическим пространством. Чем выше напряжение, тем больше физическое пространство, которое может достичь дуга. Молния — прекрасный пример искрения. Молния может содержать 100000 вольт и может легко достигать многих миль между облаками или между облаками и Землей. Дуга тоже может быть хорошей, например, на конце свечи зажигания. Проблема возникновения дуги, когда она возникает в нежелательных местах, заключается в том, что она потенциально может выделять значительное количество тепла.

Возможность возникновения дуги является причиной того, что любые соединения проводов / сращивания или заделки проводов должны быть правильно закреплены гайками и заключены в распределительную коробку.Правильно закрытая распределительная коробка может помочь сдержать возгорание, а также создает опасность поражения электрическим током в области, недоступной для пальцев ребенка. При осмотре домов я часто натыкаюсь на проводку, которую просто оставляют незащищенной там, где кто-то может с ней соприкоснуться. Это представляет потенциальную опасность поражения электрическим током. Я также часто вижу участки в домах, где кто-то сращивает два или более провода вместе и просто заклеивает соединение электрической лентой. Изолента, скорее всего, не сможет сдержать возгорания, если сращивание проводов со временем ослабнет, а затем возникнет дуга.Искра может также возникнуть внутри прибора или в шнуре питания прибора.

В рамках домашнего осмотра ваш инспектор должен проверить наличие признаков электрической дуги в розетках, где проводка соединяется с автоматическими выключателями или предохранителями и т. Д. Это часто бывает в виде черных отметок, как на фотографии ниже. Это, в частности, одна из важных причин, по которой все электрические соединения и заделки должны выполняться внутри надлежащей распределительной коробки или панели выключателя.

Еще одна хорошая статья, которая может вас заинтересовать, касается электрической системы в старом доме: https: // elizabethtown.wini.com/resources/tech-articles/older-home-electrical/

На фотографии выше показан результат искрения, когда проводник отсоединился от выводов розетки, спрятанной в стене. Обратите внимание на оплавленную изоляцию одного проводника.

По состоянию на середину 2002 года в большинстве новых домов требовалось установить прерыватели цепи от дугового замыкания (AFCI), чтобы защитить розетки в спальнях. Электрическая розетка — это любое место, в которое подается электричество, например розетки, выключатели, освещение, фиксированные потолочные вентиляторы и проводные датчики дыма.Автоматический выключатель AFCI — это устройство, которое контролирует синусоидальную форму тока и напряжения электрической цепи. Забив гвоздь в стену, можно случайно повредить проводку в стене. Эта поврежденная проводка могла затем вызвать дугу (без ведома жителей дома) и вызвать пожар. Огонь может тлеть в стене в течение некоторого времени, прежде чем кто-либо в доме заметит или до того, как дом будет окутан. Дуга нарушит структуру синусоидальной волны и вызовет отключение устройства AFCI, отключив, таким образом, эту цепь.

Более поздние изменения (2009 NEC) в электрических стандартах для новых домов (и недавно подключенных цепей в не новых домах) теперь требуют защиты от AFCI в большинстве цепей на 120 вольт в доме, а не только в тех, которые обслуживают спальни.

Автоматический выключатель AFCI часто встречается в более новых панелях выключателя и выглядит больше, чем обычный автоматический выключатель. Автоматические выключатели AFCI будут иметь соответствующую маркировку («AFCI» будет напечатано где-то рядом с ручкой или лицевой стороной) и будут иметь цветную кнопку тестирования.Нажатие кнопки тестирования должно привести к срабатыванию выключателя и отключению цепи. Поскольку срабатывание автоматического выключателя AFCI отключает цепь, домашние инспекторы обычно проверяют устройства AFCI только в пустом доме. Предстоящее изменение Стандарта практики Американского общества домашних инспекторов (ASHI) потребует тестирования устройств AFCI в пустующих домах; в жилых домах инспектор должен отметить наличие устройств AFCI, но отметит, что эти устройства не тестировались из-за того, что дом был занят.

Во время инспекции дома я наткнулся на несколько устройств AFCI, которые либо не срабатывали при тестировании, либо устройство AFCI взорвалось. Любой результат указывает на неисправное устройство AFCI, которое необходимо профессионально заменить.

Современные AFCI обнаруживают как последовательные, так и параллельные неисправности; более старые AFCI этого не сделали. Последовательные сбои возникают, когда возникает дуга, например, между частями поврежденного одиночного проводника. Параллельное замыкание происходит, когда между несколькими соседними проводниками возникает дуга, например, из-за повреждения изоляции проводов.

Устройства

AFCI могут быть добавлены ко многим современным панелям выключателей для обеспечения защиты от дуги / огня в доме. Обычные автоматические выключатели обычно срабатывают только из-за перегрузки по току (например, короткого замыкания из-за параллельного замыкания). Некоторые электрики предлагают добавлять устройства AFCI в дома с проводкой с ручкой и трубкой (K&T) (обычно это было примерно в 1945 году и ранее), поскольку этот тип проводки с большей вероятностью может вызвать дугу и привести к пожару в доме из-за своего возраста. Некоторые страховые компании не будут страховать дома с ручкой и трубчатой ​​проводкой, хотя я не слышал, разрешат ли какие-либо AFCI устанавливать в домах с ручкой и трубкой для обеспечения покрытия.Устройства AFCI значительно дороже обычных автоматических выключателей: прибл. 40+ долларов против 2 долларов.

Если ваш дом был построен в 1960-х и 1970-х годах, он может иметь алюминиевую проводку с твердым проводом. Этот тип проводки использовался в некоторых домах в то время из-за нехватки меди. Однако через некоторое время было замечено, что сплошная алюминиевая проводка с большей вероятностью ослабнет в критических соединениях проводов, таких как розетки и переключатели. Это может произойти из-за того, что провода немного расширяются и сжимаются при включении и выключении питания.Клеммы проводов, которые были плотно затянуты при подаче напряжения, могут ослабнуть при отключении питания проводки, поскольку проводка слегка сжимается. С медной проводкой это менее вероятно, потому что алюминиевая проводка расширяется и сжимается иначе, чем медная. Алюминий имеет более высокий коэффициент теплового расширения, чем медь.

Большинство старых розеток, переключателей и т. Д. Были разработаны для использования только с медной проводкой. Это явление может привести к возникновению дуги; некоторые пожары в домах были напрямую связаны с алюминиевой проводкой с твердым проводом.К концу 1970-х годов большая часть проводов с твердым проводом, используемая в домах, была снята с рынка из-за этой проблемы. Совсем недавно были разработаны различные формы алюминиевой проводки с твердым проводником (сплавы), однако они редко встречаются в современных домах.

Я рекомендую домовладельцам регулярно проверять шнуры различных передвижных приборов в их домах, таких как лампы, телевизоры, компьютеры и кухонные приборы. Никогда не прокладывайте проводку под ковровым покрытием / ковриками или под мебелью, так как существует большая вероятность повреждения проводки и, в конечном итоге, возникновения дуги.

См. Полный список услуг на вкладке «Услуги» по адресу https://elizabethtown.wini.com

Мой полный список статей по техническому обслуживанию и ремонту дома можно найти здесь.

© 2014 Мэтью Стегер

---

Мэтью Стегер, владелец / инспектор WIN Home Inspection, является сертифицированным инфракрасным термографом уровня 1, сертифицированным инспектором ASHI (ACI) и инженером-электриком. С ним можно связаться по телефону: 717-361-9467 или [email protected].

WIN Home Inspection с 2002 года предоставляет широкий спектр услуг по инспекции дома в Ланкастере, штат Пенсильвания.Автором этой статьи является Мэтью Стегер, ACI — владелец WIN Home Inspection в Ланкастере, штат Пенсильвания. Никакая статья или ее часть не могут быть воспроизведены или скопированы без предварительного письменного согласия Мэтью Стегера.

.