Notre site Web svarak.ru publie satya sur le sujet. Pour la première fois, le phénomène d'arc voltaïque a été observé par l'académicien russe Petrov, ayant reçu une décharge d'étincelle.

L'arc voltaïque est caractérisé par deux propriétés :

• générer beaucoup de chaleur
• fort rayonnement.

Les deux propriétés arc électrique utilisé en technologie.

Pour les équipements de soudage, la première propriété est un facteur positif, la seconde est négative.

Comme fils électriques pour decharge electrique tout matériau électriquement conducteur peut être utilisé. Le plus souvent, des tiges de carbone et de graphite sont utilisées comme conducteurs. section ronde(lumières à arc).

Une option typique entre deux charbons est illustrée sur la figure.

L'électrode supérieure est connectée au pôle positif de la machine (anode). Le second charbon est relié au pôle négatif (cathode).

Arc de soudage électrique

La température de l'arc électrique, son effet.

Le dégagement de chaleur n'est pas le même à différents points de l'arc. L'électrode positive libère 43% du total, les 36% négatifs et dans l'arc lui-même (entre les électrodes) les 21% restants.

Schéma des zones et de leurs températures dans l'arc de soudage

À cet égard, et Température sur les électrodes n'est pas la même. L'anode a environ 4000°C et la cathode 3400°. En moyenne, la température de l'arc électrique est considérée 3500°C.

En raison des différentes Température conducteurs de carbone aux pôles d'un arc voltaïque

sont prises en différentes épaisseurs. Le charbon positif est pris plus épais, négatif -

plus mince. La tige de l'arc (partie médiane) est constituée d'un flux d'électrons éjectés de la cathode, qui se précipitent vers l'anode à grande vitesse. Possédant une énergie cinétique élevée, ils frappent la surface de l'anode, convertissant l'énergie cinétique en chaleur.

Le halo verdâtre qui l'entoure est un lieu réactions chimiques se produisant entre les vapeurs de la substance des électrodes et l'atmosphère dans laquelle brûle l'arc voltaïque.

Processus d'initiation de l'arc

L'apparition d'un arc électrique

Processus d'éducation arc de tension est présenté sous la forme suivante. Au moment du contact des électrodes, le courant de passage libère une grande quantité de chaleur à la jonction, car il y a une grande résistance électrique(loi de Joule).

Pour cette raison, les extrémités des conducteurs sont chauffées à une lueur brillante et, après avoir déconnecté les électrodes, la cathode commence à émettre des électrons qui, volant à travers l'espace d'air entre les électrodes, divisent les molécules d'air en particules chargées positivement et négativement. (cations et et sur s).

En conséquence, l'air devient électriquement conducteur.

Dans la technologie de soudage, la décharge entre les électrodes métalliques est la plus utilisée, et une électrode est une tige métallique, qui sert en même temps de matériau de remplissage, et la deuxième électrode est la pièce elle-même.

Le processus reste le même que dans le cas des électrodes de carbone, mais ici un nouveau facteur apparaît. Si, dans un arc au carbone, les conducteurs s'évaporent progressivement (brûlés), alors dans un arc métallique, les électrodes fondent très intensément et s'évaporent partiellement. En raison de la présence de vapeurs métalliques entre les électrodes, la résistance (électrique) d'un arc métallique est inférieure à celle d'un arc au carbone.

Une décharge de charbon brûle à une tension moyenne de 40-60 V, tandis que la tension d'un arc métallique est en moyenne de 18-22 V (avec une longueur de 3 mm).

Longueur de l'arc, cratère, pénétration.

Le processus de soudage à l'arc électrique lui-même se déroule comme suit.

Dès que nous touchons la pièce avec l'électrode sous tension et la retirons immédiatement à une certaine distance, un arc voltaïque se forme et la fusion immédiate du métal de base et du métal du conducteur commence. Par conséquent, l'extrémité de l'électrode est en permanence à l'état fondu et le métal liquide sous forme de gouttes passe au joint soudé, où le métal de l'électrode est mélangé au métal fondu de la pièce à usiner. soudé.

Des études ont montré que de telles gouttes sont transférées de l'électrode environ 20 à 30 par seconde, c'est-à-dire que ce processus se déroule très rapidement.

Bien qu'un arc voltaïque développe une température très élevée, il génère de la chaleur dans un très petit espace juste en dessous de l'arc.

Diagramme de longueur d'arc

Si l'on considère un arc excité par une électrode métallique à travers des verres noirs, on s'assurera qu'à l'endroit où se forme l'arc entre l'électrode et le métal de base, une surface chauffée à blanc se détache sur le métal de base, qui immédiatement sous le verre soufflé ressemble à une dépression remplie de métal liquide. On a l'impression que cette dépression se forme comme en soufflant du métal liquide avec un arc. Cet évidement est appelé bain de soudure. Il est entouré d'un métal chauffé à blanc et la température de chauffage de la zone adjacente chute rapidement au rouge et déjà à courte distance, dont la valeur fluctue en fonction du diamètre de l'électrode et de l'intensité du courant, la température est par rapport à la température de l'objet à souder lui-même.

Bon et mauvais arc de soudage, comment savoir ? Astuces utiles.

La distance entre l'extrémité de l'électrode et le fond du bain, c'est-à-dire la surface du métal en fusion, est appelée la longueur de l'arc. Cette valeur a un très grande importance en technique de soudage. Pour obtenir un bon soudage, il est nécessaire de réduire au maximum la longueur de l'arc, c'est-à-dire de garder l'arc plus court et sa longueur ne doit pas dépasser 3-4 mm. Bien entendu, la longueur de l'arc n'est pas une valeur constante, puisque l'extrémité de l'électrode fond tout le temps et, par conséquent, la distance entre elle et le cratère augmenterait ; si l'électrode est restée immobile jusqu'à ce que la connexion soit rompue. Par conséquent, lors du soudage, il est nécessaire d'amener l'électrode tout le temps pendant qu'elle fond au métal de base afin de maintenir la longueur de l'arc à peu près constante entre 2 et 4 mm.

La nécessité de maintenir un arc court (c'est-à-dire pas plus long que 3-4 mm) est causée par le fait que le métal en fusion de l'électrode absorbe l'oxygène et l'azote de l'air entourant l'arc lors de sa transition de l'électrode au cratère, ce qui aggrave ses propriétés mécaniques ( extension relative et résistance aux chocs). Il est clair que l'effet nocif de l'air sera d'autant plus faible, moins le métal liquide passera dans l'air.

Court:

Avec un arc court, ce temps sera inférieur à celui d'un arc long et, par conséquent, le métal de l'électrode n'aura pas le temps d'absorber autant d'oxygène et d'azote qu'il le pourrait, en passant un long chemin à cause d'un arc long. Étant donné que l'aspiration de chaque soudeur doit toujours être d'obtenir la meilleure soudure possible, un arc court d'occasion est donc une condition préalable à une bonne soudure. L'arc court se distingue non seulement par son apparence, mais aussi par l'ouïe, car l'arc court émet un crépitement sec caractéristique, rappelant le crépitement du beurre versé sur une poêle chaude. Chaque soudeur doit être familiarisé avec ce son d'arc court.

Longue:

Avec un arc long (c'est-à-dire d'une longueur supérieure à 4 mm), on n'obtiendra jamais bonne couture... Sans parler du fait qu'avec un arc long, une forte oxydation du métal fondu se produira, le joint lui-même a également un aspect très inégal. Cela est dû au fait qu'une longue décharge est moins stable qu'une courte, l'étincelle a tendance à se déplacer et à dévier sur les côtés du site de soudage, ce qui entraîne un échauffement différent de celui d'une courte arc, mais s'étend sur une grande surface. De ce fait, la chaleur émise par l'arc ne va pas entièrement faire fondre le métal au point de soudure, mais se dissipe partiellement en vain sur une grande surface.

Avec un arc long, on obtient donc une mauvaise pénétration et, de plus, les gouttes de l'électrode, tombant sur un endroit mal chauffé, ne fusionnent pas avec le métal de base, mais sont pulvérisées sur les côtés.

Par Aspect extérieur il est toujours possible de distinguer immédiatement un cordon soudé avec un arc court ou long. Un arc court bien soudé a une forme régulière, une surface convexe lisse et un aspect propre et brillant. Un joint soudé avec un arc long a un aspect informe inégal et est entouré de nombreuses gouttes et éclaboussures de métal solidifié provenant de l'électrode. Une telle couture est, bien sûr, complètement inutile.

Protection contre les arcs électriques

Exemples de combinaisons de protection contre les arcs électriques

Si les machines à souder utilisent un arc, alors beaucoup d'autres machines et de plus, une personne doit l'éviter. Le risque d'arc sur les équipements dépend de plusieurs paragraphes :

• la fréquence d'utilisation du matériel par le salarié ;
• expérience et connaissance des travailleurs qui s'occupent du matériel
• le niveau d'usure des équipements ;

Si une personne n'a pas la combinaison de protection individuelle nécessaire et qu'elle tombe dans la zone d'action d'un arc électrique, les chances de survie sont assez fortement réduites. La possibilité de brûlures graves est extrêmement élevée.

Tableau : le degré d'exposition à un arc électrique

Quelles sont les possibilités de protection contre le courrier électronique. Arc?

1. observer tout règles nécessaires et normes de sécurité;
2. en cas d'utilisation prolongée de matériel de protection, de lavages fréquents, la combinaison ne doit pas se détériorer ; (tout dépend du modèle);
3. le tissu doit avoir un maximum de 2 secondes d'inflammation résiduelle ;
4. vous devez porter des chaussures antistatiques spéciales et combinaison de protection contre les arcs.

Arc électrique et ses propriétés

Le plus répandu en génie mécanique est le soudage à l'arc électrique. Considérons plus en détail les caractéristiques du soudage à l'arc électrique.

Un arc électrique est une décharge continue. courant électrique entre deux électrodes, se produisant dans un environnement gazeux. L'arc électrique utilisé pour souder les métaux est appelé arc de soudage. Dans la plupart des cas, un tel arc brûle entre l'électrode et la pièce, c'est-à-dire est un arc direct.

Un arc à courant continu à action directe, brûlant entre une électrode métallique (cathode) et le métal à souder (anode), présente plusieurs zones clairement identifiables (figure 2.3). Le canal de gaz électriquement conducteur reliant les électrodes a la forme d'un tronc de cône ou de cylindre. Ses propriétés ne sont pas les mêmes à différentes distances des électrodes. De fines couches de gaz adjacentes aux électrodes ont une température relativement basse. Selon la polarité de l'électrode à laquelle elles sont adjacentes, ces couches sont appelées cathodiques 2 et anode 4 zones de l'arc.

Longueur de la région cathodique lk est déterminé par le libre parcours moyen des atomes neutres et est

environ 10 -5 cm.La longueur de la région de l'anode l un est déterminé par le libre parcours des électrons et est d'environ 10 -3 cm Entre les régions proches des électrodes se trouve la région de décharge à haute température la plus étendue - la colonne d'arc lc 3.

À la surface de la cathode et de l'anode, des taches se forment, appelées, respectivement, la cathode 1 et anode 5 l'endroit, qui sont les bases de la colonne de l'arc, à travers lequel l'ensemble courant de soudage... Les spots d'électrode se distinguent par la luminosité de la lueur à leur température relativement basse (2600 ... 3200 K). La température dans la colonne d'arc est atteinte 6000 ... 8000 K.

Longueur totale de l'arc l dégal à la somme des longueurs de ses trois régions (l d ​​= l a + l k) et pour des conditions réelles est de 2 ... 6 mm.

La tension totale de l'arc de soudage, respectivement, est la somme des chutes de tension dans les zones individuelles de l'arc et est dans la plage de 20 à 40 V. La dépendance de la tension dans l'arc de soudage sur sa longueur est décrite par l'équation , où une - la somme des chutes de tension dans les régions cathodique et anodique, V; l d- la longueur de la colonne d'arc, mm; b - chute de tension spécifique dans l'arc, c'est-à-dire lié à 1 mm de longueur de colonne d'arc, V / mm.

L'une des principales caractéristiques d'une décharge d'arc électrique est une caractéristique volt-ampère statique - la dépendance de la tension de l'arc à sa longueur constante sur le courant qu'elle contient (figure 2.4).

Avec une augmentation de la longueur de l'arc, la tension augmente et la courbe de la caractéristique courant-tension statique de l'arc monte plus haut, tout en conservant approximativement sa forme (courbes a, b, c). On y distingue trois zones : tombante I, rigide (presque horizontale) II et croissante III. Selon les conditions de combustion de l'arc, une des sections de la caractéristique lui correspond. Avec manuel soudage à l'arcélectrodes enrobées, soudage dans des gaz protégés avec une électrode non consommable et soudage à l'arc submergé à des densités de courant relativement faibles, la caractéristique de l'arc diminuera initialement et, avec une augmentation du courant, elle deviendra complètement rigide. Dans ce cas, avec une augmentation du courant de soudage, le section transversale la colonne d'arc et les sections transversales des spots d'anode et de cathode. La densité de courant et la tension d'arc restent constantes.

Dans le soudage à l'arc submergé et sous protection gazeuse avec un fil d'électrode mince à des densités de courant élevées, la caractéristique de l'arc augmente. Ceci s'explique par le fait que les diamètres des spots de cathode et d'anode deviennent égaux au diamètre de l'électrode et ne peuvent plus augmenter. Dans l'entrefer, une ionisation complète des molécules de gaz se produit et une nouvelle augmentation du courant de soudage ne peut se produire qu'en raison d'une augmentation de la vitesse de déplacement des électrons et des ions, c'est-à-dire en raison d'une augmentation de l'intensité champ électrique... Par conséquent, afin d'augmenter davantage le courant de soudage, une augmentation de la tension d'arc est nécessaire.

L'arc est une source de chaleur puissante et concentrée. Presque toutes Énergie électrique consommée par l'arc se transforme en chaleur. Complet Energie thermique arcs Q = I sv U d(J / s) dépend de la force du courant de soudage je sv(A) et tension d'arc U d(V).

Il convient de noter que toute la chaleur de l'arc n'est pas dépensée pour chauffer et faire fondre le métal. Une partie est inutilement dépensée pour chauffer l'air ambiant ou protéger le gaz, le rayonnement, etc. A cet égard, la puissance thermique effective de l'arc qeff(J / s) (cette partie de la chaleur de l'arc de soudage, qui est introduite directement dans le produit) est déterminée par le rapport suivant : où est le coefficient action utile(Efficacité) du processus de chauffage d'un produit avec un arc de soudage, déterminé empiriquement.

Le coefficient η dépend de la méthode de soudage, du matériau de l'électrode, du revêtement ou de la composition du flux et d'un certain nombre d'autres facteurs. Par exemple, lors du soudage à l'arc ouvert avec une électrode en carbone ou en tungstène, il est en moyenne de 0,6 ; lors du soudage avec des électrodes enrobées (de qualité) - environ 0,75; pour le soudage à l'arc submergé - 0,8 et plus.

Arc électrique.

La déconnexion du circuit par un dispositif de contact est caractérisée par l'apparition d'un plasma, qui passe par différentes étapes d'une décharge de gaz lors du processus de conversion de l'espace de contact d'un conducteur de courant électrique en un isolant.

Aux courants supérieurs à 0,5-1 A, un étage de décharge en arc se produit (zone 1 ) (Fig. 1.); avec un courant décroissant, un étage de décharge luminescente se produit à la cathode (région 2 ); prochaine étape (zone 3 ) Est-ce que le débit de townsend et, enfin, la zone 4 - l'étape d'isolement, dans laquelle les porteurs d'électricité - électrons et ions - ne se forment pas par ionisation, mais ne peuvent provenir que de l'environnement.

Riz. 1. Volt-ampère caractéristique des étapes d'une décharge électrique dans les gaz

La première section de la courbe est une décharge d'arc (surface 1) - caractérisé par une faible chute de tension aux électrodes et une densité de courant élevée. Avec une augmentation du courant, la tension aux bornes de l'entrefer chute d'abord fortement, puis change de manière insignifiante.

La deuxième section (zone 2 ), qui est une région d'une décharge luminescente, se caractérise par une chute de tension élevée à la cathode (250 - 300 V) et des courants faibles. Avec l'augmentation du courant, la chute de tension à travers l'espace de décharge augmentera.

Décharge de Townsend (zone 3 ) se caractérise par des courants extrêmement faibles à des tensions élevées.

Arc électrique accompagnée d'une température élevée et est associée à cette température. L'arc n'est donc pas seulement un phénomène électrique, mais aussi thermique.

L'air est un bon isolant dans des conditions normales. Ainsi, pour la rupture d'un entrefer de 1 cm, une tension d'au moins 30 kV doit être appliquée. Pour que l'entrefer devienne conducteur, il est nécessaire d'y créer une certaine concentration de particules chargées: négatifs - principalement des électrons libres et positifs - des ions. Le processus de séparation d'un ou plusieurs électrons d'une particule neutre avec formation d'électrons libres et d'ions est appelé ionisation.

Ionisation de gaz peut se produire sous l'influence de la lumière, des rayons X, haute température, sous l'influence d'un champ électrique et d'un certain nombre d'autres facteurs. Pour les processus à l'arc dans les appareils électriques, les plus importants sont les suivants : des processus se produisant au niveau des électrodes - émission thermoionique et de champ, et des processus se produisant dans l'espace de l'arc - ionisation thermique et ionisation impulsionnelle.

Dans les appareils de commutation électriques conçus pour fermer et ouvrir un circuit avec un courant, lorsqu'ils sont déconnectés, une décharge se produit dans le gaz soit sous la forme d'une décharge luminescente, soit sous la forme d'un arc. Une décharge luminescente se produit lorsque le courant de coupure est inférieur à 0,1 A et que la tension aux contacts atteint 250-300 V. Une telle décharge se produit soit aux contacts des relais de faible puissance, soit en tant que phase de transition vers une décharge dans forme d'arc électrique.

Les principales propriétés de la décharge d'arc.

1) La décharge d'arc n'a lieu qu'à des courants élevés ; le courant d'arc minimum pour les métaux est d'environ 0,5 A ;

2) La température de la partie centrale de l'arc est très élevée et dans les appareils peut atteindre 6000 - 18000 K;

3) La densité de courant à la cathode est extrêmement élevée et atteint 10 2 - 10 3 A/mm 2 ;

4) La chute de tension à la cathode n'est que de 10 - 20 V et est pratiquement indépendante du courant.

Dans une décharge à arc, trois régions caractéristiques peuvent être distinguées : la région proche de la cathode, la région de la colonne d'arc (tige d'arc) et la région proche de l'anode (Fig. 2.).

Dans chacun de ces domaines, les processus d'ionisation et de déionisation se déroulent différemment, selon les conditions qui y existent. Étant donné que le courant résultant traversant ces trois régions est le même, des processus se produisent dans chacune d'elles qui assurent l'apparition de le montant requis des charges.

Riz. 2. Distribution de la tension et de l'intensité du champ électrique dans un arc DC stationnaire

Emission thermoionique. L'émission thermoionique est le phénomène d'émission d'électrons à partir d'une surface chauffée.

Lorsque les contacts divergent, la résistance de contact et la densité de courant dans la dernière zone de contact augmentent fortement. Cette zone est chauffée jusqu'au point de fusion et la formation d'un isthme de contact de métal en fusion, qui se brise avec une séparation supplémentaire des contacts. Ici, le métal des contacts s'évapore. Un point cathodique (zone chaude) est formé sur l'électrode négative, qui sert de base à l'arc et de source de rayonnement électronique au premier moment de divergence de contact. La densité de courant d'émission thermoionique dépend de la température et du matériau de l'électrode. Il est petit et peut être suffisant pour l'apparition d'un arc électrique, mais il est insuffisant pour sa combustion.

Émission autoélectronique. C'est le phénomène d'émission d'électrons de la cathode sous l'influence d'un fort champ électrique.

La coupure dans le circuit électrique peut être représentée comme un condensateur variable. La capacité à l'instant initial est égale à l'infini, puis décroît au fur et à mesure que les contacts divergent. Grâce à la résistance du circuit, ce condensateur est chargé et la tension à ses bornes augmente progressivement de zéro à la tension du secteur. Dans le même temps, la distance entre les contacts augmente. L'intensité du champ entre les contacts lors de la montée en tension passe par des valeurs supérieures à 100 MV/cm. De telles valeurs de l'intensité du champ électrique sont suffisantes pour extraire des électrons de la cathode froide.

Le courant d'émission de champ est également très faible et ne peut servir que de début de développement d'une décharge d'arc.

Ainsi, l'apparition d'une décharge d'arc sur des contacts divergents s'explique par la présence d'émission thermoionique et de champ. La prévalence d'un facteur ou d'un autre dépend de la valeur du courant de coupure, du matériau et de la propreté de la surface de contact, de la vitesse de leur divergence et d'un certain nombre d'autres facteurs.

Ionisation par poussée. Si un électron libre a une vitesse suffisante, alors lorsqu'il entre en collision avec une particule neutre (un atome, et parfois une molécule), il peut en expulser un électron. Le résultat est un nouvel électron libre et un ion positif. L'électron nouvellement obtenu peut, à son tour, ioniser la particule suivante. Cette ionisation est appelée ionisation poussée.

Pour qu'un électron ionise une particule de gaz, il doit se déplacer à une certaine vitesse définie. La vitesse d'un électron dépend de la différence de potentiel sur la longueur de son libre parcours. Par conséquent, ce n'est généralement pas la vitesse de déplacement de l'électron qui est indiquée, mais valeur minimum différence de potentiel, qui est nécessaire à la longueur du libre parcours pour que l'électron acquière la vitesse requise à la fin du parcours. Cette différence de potentiel est appelée potentiel d'ionisation.

Le potentiel d'ionisation pour les gaz est de 13-16 V (azote, oxygène, hydrogène) et jusqu'à 24,5 V (hélium), pour les vapeurs métalliques il est environ deux fois inférieur (7,7 V pour les vapeurs de cuivre).

Ionisation thermique. C'est le processus d'ionisation par exposition à haute température. Maintien de l'arc après son amorçage, c'est-à-dire la fourniture de la décharge d'arc produite avec un nombre suffisant de charges libres s'explique par le principal et pratiquement le seul type d'ionisation - l'ionisation thermique.

La température de la colonne d'arc est en moyenne de 6000 - 10000 K, mais elle peut atteindre encore plus valeurs élevées- jusqu'à 18 000 K. À une telle température, le nombre de particules de gaz en mouvement rapide et leur vitesse de déplacement augmentent considérablement. Lorsque des atomes ou des molécules en mouvement rapide entrent en collision, la plupart d'entre eux sont détruits, formant des particules chargées, c'est-à-dire l'ionisation du gaz se produit. La principale caractéristique de l'ionisation thermique est degré d'ionisation, qui est le rapport du nombre d'atomes ionisés dans l'espace d'arc au nombre total d'atomes dans cet espace. Simultanément aux processus d'ionisation dans l'arc, des processus inverses se produisent, c'est-à-dire la réunification des particules chargées et la formation de particules neutres. Ces processus sont appelés déionisation.

La déionisation se produit principalement en raison de recombinaisons et la diffusion.

Recombinaison. Le processus par lequel des particules chargées différemment, entrant en contact mutuel, forment des particules neutres, est appelé recombinaison.

Dans un arc électrique, les particules négatives sont principalement des électrons. La connexion directe des électrons avec un ion positif est peu probable en raison de la grande différence de vitesses. Habituellement, la recombinaison se produit avec une particule neutre, qui est chargée par un électron. Lorsque cette particule chargée négativement entre en collision avec un ion positif, une ou deux particules neutres se forment.

La diffusion. La diffusion de particules chargées est le processus d'élimination des particules chargées de l'espace de l'arc dans l'espace environnant, ce qui réduit la conductivité de l'arc.

La diffusion est causée à la fois par des facteurs électriques et thermiques. La densité de charges dans la colonne d'arc augmente de la périphérie vers le centre. Compte tenu de cela, un champ électrique, forçant les ions à se déplacer du centre vers la périphérie et à quitter la région de l'arc. La différence de température entre la colonne d'arc et l'espace environnant agit également dans la même direction. Dans un arc stabilisé et brûlant librement, la diffusion joue un rôle négligeable.

La chute de tension sur un arc stationnaire est répartie de manière inégale le long de l'arc. Modèle de chute de tension U D et intensité du champ électrique (gradient de tension longitudinal) E D = dU / dx le long de l'arc est illustré sur la figure (Fig. 2). Sous gradient de contrainte E D est la chute de tension par unité de longueur d'arc. Comme on peut le voir sur la figure, l'évolution des caractéristiques U D et E D dans les régions proches de l'électrode diffère fortement de l'évolution des caractéristiques sur le reste de l'arc. Près des électrodes, dans les régions proches de la cathode et proche de l'anode, sur un intervalle de longueur de l'ordre de 10 à 4 cm, il se produit une forte chute de tension, appelée cathodique U vers et anode U une. L'amplitude de cette chute de tension dépend du matériau des électrodes et du gaz environnant. La valeur totale des chutes de tension proche anode et proche cathode est de 15 - 30 V, le gradient de tension atteint 10 5 - 10 6 V / cm.

Dans le reste de l'arc, appelé colonne d'arc, la chute de tension est U D est presque directement proportionnel à la longueur de l'arc. Le gradient est ici approximativement constant le long du tronc. Cela dépend de nombreux facteurs et peut varier considérablement, atteignant 100 - 200 V / cm.

Chute de tension près de l'électrode U E ne dépend pas de la longueur de l'arc, la chute de tension dans la colonne d'arc est proportionnelle à la longueur de l'arc. Ainsi, la chute de tension à travers l'espace d'arc

U D = U E + E ré je RÉ,

où: E D est la force du champ électrique dans la colonne d'arc ;

je D est la longueur de l'arc ; U E = Uà + U une.

En conclusion, il convient de noter une fois de plus que l'ionisation thermique prévaut dans l'étape de décharge d'arc - la division des atomes en électrons et ions positifs en raison de l'énergie du champ thermique. Lorsqu'elle est incandescente, l'ionisation par impact se produit à la cathode en raison de collisions avec des électrons accélérés par un champ électrique, et dans une décharge de Townsend, l'ionisation par impact prévaut sur tout l'espace de la décharge gazeuse.

Caractéristique statique courant-tension de l'électricité

arc continu.

La caractéristique la plus importante l'arc est la dépendance de la tension sur elle sur l'amplitude du courant. Cette caractéristique est appelée volt-ampère. Avec un courant croissant je la température de l'arc augmente, l'ionisation thermique augmente, le nombre de particules ionisées dans la décharge augmente et la résistance électrique de l'arc diminue r etc.

La tension d'arc est jeÀ mesure que le courant augmente, la résistance de l'arc diminue si fortement que la tension aux bornes de l'arc chute, malgré le fait que le courant dans le circuit augmente. Chaque valeur du courant en régime permanent correspond à son propre équilibre dynamique du nombre de particules chargées.

Lors du passage d'une valeur de courant à une autre, l'état thermique de l'arc ne change pas instantanément. L'espace d'arc a inertie thermique... Si le courant change lentement avec le temps, alors inertie thermique la décharge n'affecte pas. Chaque valeur de courant correspond à une valeur unique de la résistance de l'arc ou de la tension à ses bornes.

La dépendance de la tension de l'arc au courant avec un changement lent est appelée caractéristique courant-tension statique arcs.

La caractéristique statique de l'arc dépend de la distance entre les électrodes (longueur de l'arc), du matériau des électrodes et des paramètres du milieu dans lequel l'arc brûle.

Les caractéristiques statiques en volt-ampère de l'arc ont la forme de courbes illustrées à la Fig. 3.

Riz. 3. Caractéristiques statiques courant-tension de l'arc

Plus la longueur de l'arc est longue, plus sa caractéristique courant-tension statique est élevée. Avec une augmentation de la pression du milieu dans lequel l'arc brûle, la tension augmente également E D et la caractéristique volt-ampère augmente de manière similaire à la Fig. 3.

Le refroidissement à l'arc affecte considérablement cette caractéristique. Plus le refroidissement de l'arc est intense, plus la puissance en est détournée. Dans ce cas, la puissance libérée par l'arc devrait augmenter. A un courant donné, cela est possible en augmentant la tension d'arc. Ainsi, avec un refroidissement croissant, la caractéristique courant-tension est plus élevée. Ceci est largement utilisé dans les dispositifs d'extinction d'arc.

Caractéristique dynamique courant-tension de l'électricité

arc continu.

Si le courant dans le circuit change lentement, alors le courant je 1 correspond à la résistance à l'arc r D1, courant élevé je 2 correspond à moins de résistance r D2, qui est représenté sur la Fig. 4. (voir la caractéristique statique de l'arc - courbe UNE).

Riz. 4. Caractéristique dynamique du volt-ampère de l'arc.

V de vraies installations le courant peut changer assez rapidement. En raison de l'inertie thermique de la colonne d'arc, le changement de résistance à l'arc est en retard par rapport au changement de courant.

La dépendance de la tension de l'arc au courant avec un changement rapide est appelée caractéristique dynamique courant-tension.

Avec une forte augmentation du courant réponse dynamique passe au-dessus de la statique (courbe V), puisque pour croissance rapide courant, la résistance de l'arc diminue plus lentement que le courant augmente. Avec une diminution, elle est plus faible, car dans ce mode la résistance à l'arc est moindre qu'avec une variation lente du courant (courbe AVEC).

La réponse dynamique est largement déterminée par la vitesse de variation du courant dans l'arc. Si une très grande résistance est introduite dans le circuit pendant un temps infiniment petit par rapport à la constante de temps thermique de l'arc, alors pendant le temps où le courant tombe à zéro, la résistance de l'arc restera constante. Dans ce cas, la caractéristique dynamique est représentée comme une ligne droite passant du point 2 à l'origine (ligne droite ré),T. C'est-à-dire que l'arc se comporte comme un conducteur métallique, car la tension aux bornes de l'arc est proportionnelle au courant.

Conditions d'extinction d'arc DC.

Afin d'éteindre un arc électrique à courant continu, il est nécessaire de créer des conditions telles que dans l'intervalle d'arc à toutes les valeurs de courant, les processus de déionisation se déroulent plus intensément que les processus d'ionisation.

Riz. 5. Équilibre des tensions dans un circuit avec un arc électrique.

Considérons un circuit électrique contenant une résistance R, inductance L et entrefer avec chute de tension U D auquel la tension est appliquée U(fig. 5, une). Avec un arc ayant une longueur constante, pour n'importe quel moment, l'équation d'équilibre de tension dans ce circuit sera valide :

où est la chute de tension aux bornes de l'inductance lorsque le courant change.

Le mode stationnaire sera celui dans lequel le courant dans le circuit ne change pas, c'est-à-dire et l'équation d'équilibre des contraintes prendra la forme :

Pour éteindre un arc électrique, il faut que le courant y diminue tout le temps, c'est-à-dire , une

Solution graphique l'équation d'équilibre des contraintes est illustrée à la Fig. 5, b... Voici une ligne droite 1 est la tension de source U; ligne oblique 2 - chute de tension aux bornes de la résistance R(caractéristique du rhéostat du circuit) soustraite de la tension U, c'est à dire. U - iR; courbe 3 - caractéristique courant-tension de l'entrefer U RÉ.

Caractéristiques de l'arc électrique courant alternatif.

Si, pour éteindre un arc continu, il est nécessaire de créer de telles conditions dans lesquelles le courant tomberait à zéro, alors avec un courant alternatif, le courant dans l'arc, quel que soit le degré d'ionisation de l'entrefer, passe par zéro tous les demi-période, c'est-à-dire à chaque demi-cycle, l'arc s'éteint et se rallume. La tâche d'extinction de l'arc est grandement facilitée. Ici, il est nécessaire de créer des conditions dans lesquelles le courant ne se rétablirait pas après être passé par zéro.

La caractéristique courant-tension d'un arc de courant alternatif pendant une période est illustrée à la Fig. 6. Étant donné que, même à une fréquence industrielle de 50 Hz, le courant dans l'arc change assez rapidement, la caractéristique présentée est dynamique. Avec un courant sinusoïdal, la tension d'arc augmente d'abord dans la section 1, et puis, en raison de la croissance du courant, il tombe dans la section 2 (parcelles 1 et 2 se référer à la première moitié de la mi-période). Après que le courant passe par le maximum, la caractéristique dynamique I - V augmente le long de la courbe 3 en raison d'une diminution du courant, puis diminue dans la section 4 en raison de l'approche de la tension à zéro (sections 3 et 4 se référer à la seconde moitié de la même demi-période).

Riz. 6. Caractéristique tension-courant d'un arc à courant alternatif

En courant alternatif, la température de l'arc est variable. Cependant, l'inertie thermique du gaz s'avère assez importante, et au moment où le courant passe par zéro, la température de l'arc, bien qu'elle diminue, reste assez élevée. Néanmoins, la baisse de température lors du passage par zéro du courant contribue à la désionisation de l'entrefer et facilite l'extinction de l'arc électrique en courant alternatif.

Arc électrique dans un champ magnétique.

Un arc électrique est un conducteur de courant gazeux. Un champ magnétique agit sur ce conducteur, ainsi que sur un conducteur métallique, créant une force proportionnelle à l'induction de champ et au courant dans l'arc. Le champ magnétique, agissant sur l'arc, augmente sa longueur et déplace les éléments de l'arc dans l'espace. Le mouvement latéral des éléments d'arc crée un refroidissement intense, ce qui conduit à une augmentation du gradient de tension sur la colonne d'arc. Lorsque l'arc se déplace dans un milieu gazeux à grande vitesse, l'arc est divisé en fibres parallèles séparées. Plus l'arc est long, plus le délaminage de l'arc se produit.

L'arc est un conducteur extrêmement flexible. On sait que de telles forces agissent sur la partie conductrice de courant qui tendent à augmenter l'énergie électromagnétique du circuit. L'énergie étant proportionnelle à l'inductance, l'arc, sous l'action de son propre champ, a tendance à former des spires, des boucles, car cela augmente l'inductance du circuit. Cette capacité de l'arc est d'autant plus forte que sa longueur est longue.

Un arc se déplaçant dans l'air surmonte la résistance aérodynamique de l'air, qui dépend du diamètre de l'arc, de la distance entre les électrodes, de la densité du gaz et de la vitesse de déplacement. L'expérience montre que dans tous les cas, dans un champ magnétique uniforme, l'arc se déplace à une vitesse constante. Par conséquent, la force électrodynamique est équilibrée par la force de traînée aérodynamique.

Afin de créer un refroidissement efficace, l'arc est aspiré par un champ magnétique dans un espace étroit (le diamètre de l'arc est supérieur à la largeur de la fente) entre les parois constituées d'un matériau résistant à l'arc avec une conductivité thermique élevée. En raison d'une augmentation du transfert de chaleur vers les parois de la fente, le gradient de tension dans la colonne d'arc en présence d'une fente étroite est beaucoup plus élevé que celui d'un arc se déplaçant librement entre les électrodes. Ceci permet de réduire la longueur et le temps de suppression requis pour la suppression.

Méthodes d'influence de l'arc électrique dans les appareils de commutation.

L'impact sur le pôle de l'arc se produisant dans l'appareil a pour but d'augmenter sa résistance électrique active jusqu'à l'infini, lorsque l'organe de commutation passe dans un état isolant. Ceci est presque toujours obtenu par un refroidissement intense de la colonne d'arc, diminuant sa température et sa teneur en chaleur, ce qui entraîne une diminution du degré d'ionisation et du nombre de porteurs d'électricité et de particules ionisées et une augmentation de la résistance électrique du plasma.

Pour réussir l'extinction d'un arc électrique dans les appareils de commutation basse tension, il est nécessaire d'effectuer conditions suivantes:

1) augmenter la longueur de l'arc en l'étirant ou en augmentant le nombre de coupures par pôle du disjoncteur ;

2) déplacer l'arc vers des plaques métalliques grilles d'arc, qui sont comme des radiateurs qui absorbent l'énérgie thermique colonne d'arc et la diviser en une série d'arcs connectés en série ;

3) déplacer le pilier d'arc champ magnétique v chambre fendue de résistant à l'arc matériau isolantà haute conductivité thermique, où l'arc est intensément refroidi, en contact avec les murs;

4) former un arc dans un tube fermé à partir d'un matériau générateur de gaz - fibre ; les gaz émis sous l'influence de la température créent haute pression, qui contribue à l'extinction de l'arc ;

5) réduire la concentration de vapeurs métalliques dans l'arc, pour lequel, au stade de la conception de l'appareil, utiliser des matériaux appropriés ;

6) éteindre l'arc sous vide ; à des pressions de gaz très basses, il n'y a pas assez d'atomes de gaz pour les ioniser et maintenir le courant dans l'arc ; la résistance électrique du canal de la colonne d'arc devient très élevée et l'arc s'éteint ;

7) ouvrir les contacts de manière synchrone avant le passage du courant alternatif par zéro, ce qui réduit considérablement la libération d'énergie thermique dans l'arc formé, c'est-à-dire. aide à éteindre l'arc;

8) utiliser des résistances purement actives qui shuntent l'arc et facilitent les conditions de son extinction ;

9) utiliser des éléments semi-conducteurs shuntant l'entrefer des contacts, commutant le courant d'arc sur eux-mêmes, ce qui exclut pratiquement la formation d'un arc sur les contacts.

2.1. LA NATURE DE L'ARC DE SOUDAGE

Un arc électrique est l'un des types de décharges électriques dans les gaz, dans lequel le passage d'un courant électrique à travers un espace gazeux sous l'influence d'un champ électrique est observé. L'arc électrique utilisé pour souder les métaux est appelé arc de soudage. L'arc fait partie du circuit de soudage électrique et il y a une chute de tension à ses bornes. Dans le soudage à courant continu, l'électrode connectée au pôle positif de la source d'alimentation à arc est appelée anode et le pôle négatif est appelé cathode. Si le soudage est effectué sur courant alternatif, chacune des électrodes est alternativement anode et cathode.

L'espace entre les électrodes est appelé zone de décharge d'arc ou espace d'arc. La longueur de l'espacement de l'arc est appelée la longueur de l'arc. Dans des conditions normales à basse température, les gaz sont composés d'atomes et de molécules neutres et ne sont pas conducteurs d'électricité. Le passage d'un courant électrique à travers un gaz n'est possible que s'il contient des particules chargées - électrons et ions. Le processus de formation de particules de gaz chargées est appelé ionisation, et le gaz lui-même est appelé ionisé. L'apparition de particules chargées dans l'espace d'arc est causée par l'émission (émission) d'électrons à partir de la surface de l'électrode négative (cathode) et l'ionisation de gaz et de vapeurs dans l'espace. L'arc qui brûle entre l'électrode et l'objet à souder est un arc direct. Un tel arc est généralement appelé arc libre, contrairement à un arc comprimé dont la section transversale est réduite de force en raison de la buse du brûleur, du débit de gaz, Champ électromagnétique... L'arc est excité comme suit. En cas de court-circuit de l'électrode et des pièces aux endroits de contact avec leurs surfaces, elles s'échauffent. Lorsque les électrodes sont ouvertes à partir de la surface chauffée de la cathode, des électrons sont émis - émission d'électrons. La libération d'électrons est principalement associée à l'effet thermique (émission thermoionique) et à la présence d'un champ électrique de haute intensité à la cathode (émission de champ). La présence d'émission d'électrons par la surface de la cathode est une condition indispensable à l'existence d'une décharge en arc.

Le long de l'intervalle d'arc, l'arc est divisé en trois régions (Fig. 2.1) : la cathode, l'anode et la colonne d'arc située entre elles.

La région cathodique comprend une surface cathodique chauffée, appelée spot cathodique, et une partie de l'espace d'arc adjacente à celle-ci. La longueur de la région cathodique est petite, mais elle se caractérise par une intensité accrue et les processus d'obtention d'électrons qui s'y produisent, qui sont condition nécessaire pour l'existence d'une décharge d'arc. La température du spot cathodique pour les électrodes en acier atteint 2400-2700 ° C. Il libère jusqu'à 38 % de la chaleur totale de l'arc. Le principal processus physique dans ce domaine est l'émission et l'accélération d'électrons. La chute de tension dans la région cathodique de l'IR est d'environ 12-17 V.

La zone d'anode se compose d'un point d'anode sur la surface d'anode et d'une partie de l'espace d'arc adjacent à celle-ci. Le courant dans la région de l'anode est déterminé par le flux d'électrons provenant de la colonne d'arc. Le spot anodique est le point d'entrée et de neutralisation des électrons libres dans le matériau anodique. Il a à peu près la même température que le spot cathodique, mais en raison du bombardement électronique, il dégage plus de chaleur que sur la cathode. La région anodique est également caractérisée par une tension accrue. La chute de tension Ua est d'environ 2 à 11 V. La longueur de cette zone est également petite.

La colonne d'arc occupe la plus grande longueur de l'espace d'arc, situé entre les régions de cathode et d'anode. Le processus principal de formation de particules chargées est ici l'ionisation du gaz. Ce processus se produit à la suite de la collision de particules de gaz chargées (principalement des électrons) et neutres. Avec une énergie de collision suffisante, les électrons sont éliminés des particules de gaz et des ions positifs sont formés. Cette ionisation est appelée ionisation par impact. La collision peut se produire sans ionisation, puis l'énergie de collision est libérée sous forme de chaleur et va augmenter la température de la colonne d'arc. Les particules chargées formées dans la colonne d'arc se déplacent vers les électrodes : électrons vers l'anode, ions vers la cathode. Une partie des ions positifs atteint la tache cathodique, l'autre partie n'atteint pas et, attachant des électrons chargés négativement, les ions deviennent des atomes neutres.

Ce processus de neutralisation des particules est appelé recombinaison. Dans la colonne à arc, dans toutes les conditions de combustion, un équilibre stable est observé entre les processus d'ionisation et de recombinaison. En général, la colonne d'arc n'a pas de charge. Il est neutre, puisque dans chaque section il y a simultanément quantités égales particules de charge opposée. La température de la colonne d'arc atteint 6000-8000°C et plus. La chute de tension dans celui-ci (Uc) varie presque linéairement le long de la longueur, augmentant avec l'augmentation de la longueur de la colonne. La chute de tension dépend de la composition environnement gazeux et diminue avec l'introduction de composants facilement ionisables dans celui-ci. Ces composants sont des éléments alcalins et alcalino-terreux (Ca, Na, K, etc.). La chute de tension totale dans l'arc est Ud = Uc + Ua + Uc. Prenant la chute de tension dans la colonne d'arc sous la forme d'une dépendance linéaire, elle peut être représentée par la formule Uc = Elc, où E est la tension le long de la longueur, lc est la longueur de la colonne. Les valeurs de ir, Ua, E ne dépendent pratiquement que du matériau des électrodes et de la composition du milieu de l'arc entrefer et, si elles restent inchangées, restent constantes à conditions différentes soudage. En raison de la faible longueur des régions de cathode et d'anode, on peut considérer pratiquement 1c = 1d. On obtient alors l'expression

II) (= a + ) (, (2.1)

montrant que la tension de l'arc dépend directement de sa longueur, où a = uk + ua ; b = E. Une condition indispensable pour obtenir un joint soudé de haute qualité est la combustion stable de l'arc (sa stabilité). Ceci est compris comme un tel mode de son existence dans lequel l'arc Longtemps s'allume aux valeurs données du courant et de la tension, sans interruption et sans passer dans d'autres types de décharges. Avec une combustion stable de l'arc de soudage, ses principaux paramètres - intensité du courant et tension - sont dans une certaine interdépendance. Par conséquent, l'une des principales caractéristiques d'une décharge d'arc est la dépendance de sa tension à l'intensité du courant à une longueur d'arc constante. La représentation graphique de cette dépendance lors du fonctionnement en mode statique (dans un état de combustion stable de l'arc) est appelée la caractéristique courant-tension statique de l'arc (Fig. 2.2).

Avec une augmentation de la longueur de l'arc, sa tension augmente et la courbe de la caractéristique volt-ampère statique augmente, plus élevée avec une diminution de la longueur de l'arc, elle chute plus bas, tout en conservant sa forme qualitativement. La courbe caractéristique statique peut être divisée en trois zones : descendante, dure et montante. Dans la première région, une augmentation du courant entraîne une chute brutale de la tension d'arc. Cela est dû au fait qu'avec une augmentation de l'intensité du courant, la section transversale de la colonne d'arc et sa conductivité électrique augmentent. La combustion à l'arc dans les modes de cette zone est caractérisée par une faible stabilité. Dans la deuxième région, l'augmentation de l'intensité du courant n'est pas associée à une modification de la tension d'arc. Cela est dû au fait que la section transversale de la colonne d'arc et des points actifs change proportionnellement à l'intensité du courant, et donc la densité de courant et la chute de tension dans l'arc restent constantes. Trous de soudage à l'arc statique rigide large application dans la technologie de soudage, en particulier dans le soudage manuel. Dans la troisième région, avec l'augmentation de l'intensité du courant, la tension augmente. Ceci est dû au fait que le diamètre du spot cathodique devient égal au diamètre de l'électrode et ne peut plus augmenter, tandis que la densité de courant dans l'arc augmente et que la tension chute. L'arc ascendant est largement utilisé dans le soudage automatique et mécanisé à l'arc submergé et sous protection gazeuse avec des fils d'apport fins.

Riz. 2.3. Caractéristique statistique volt-ampère de l'arc à différentes vitesses dévidage du fil d'électrode : a - vitesse lente ; b - vitesse moyenne, c - grande vitesse

Dans le soudage mécanisé à l'électrode consommable, une caractéristique courant-tension statique de l'arc est parfois utilisée, prise non pas à sa longueur constante, mais à une vitesse d'alimentation du fil d'électrode constante (figure 2.3).

Comme on peut le voir sur la figure, chaque vitesse d'alimentation du fil d'électrode correspond à une plage étroite de courants avec une combustion d'arc stable. Un courant de soudage trop faible peut entraîner un court-circuit entre l'électrode et la pièce, et un courant de soudage trop élevé peut entraîner une forte augmentation de la tension et sa rupture.

Arc électrique (Arc voltaïque, décharge d'arc) - phénomène physique, l'un des types de décharge électrique dans le gaz.

Structure en arc

Un arc électrique se compose d'une cathode et d'une région anodique, d'une colonne d'arc et de régions de transition. L'épaisseur de la région anodique est de 0,001 mm et celle de la région cathodique est d'environ 0,0001 mm.

La température dans la zone de l'anode pendant le soudage des électrodes consommables est d'environ 2500 ... 4000 ° C, la température dans la colonne à arc est de 7000 à 18000 ° C, dans la région cathodique - 9000 - 12000 ° C.

Le poste d'arc est électriquement neutre. Dans chacune de ses sections, il y a le même nombre de particules chargées de signes opposés. La chute de tension aux bornes de la colonne d'arc est proportionnelle à sa longueur.

Les arcs de soudage sont classés selon :

• Matériaux d'électrode - avec une électrode consommable et non consommable ;
• Taux de compression de colonne - arc libre et comprimé ;
• Par le courant utilisé - arc DC et arc AC;
• Par polarité du courant électrique continu - polarité directe ("-" sur l'électrode, "+" - sur le produit) et polarité inverse ;
• Lors de l'utilisation de courant alternatif - arcs monophasés et triphasés.

Autorégulation de l'arc pour le soudage électrique

Lorsqu'une compensation externe se produit - modifications de la tension du réseau, de la vitesse d'alimentation du fil, etc. - une violation se produit dans l'équilibre établi entre le taux d'alimentation et le taux de fusion. Avec une augmentation de la longueur de l'arc dans le circuit, le courant de soudage et la vitesse de fusion du fil électrode diminuent et la vitesse d'alimentation, tout en restant constante, devient supérieure à la vitesse de fusion, ce qui conduit à la restauration de la longueur de l'arc. Au fur et à mesure que la longueur de l'arc diminue, la vitesse de fusion du fil devient supérieure à la vitesse d'avance, ce qui conduit au rétablissement de la longueur d'arc normale.

L'efficacité du processus d'autorégulation de l'arc est fortement influencée par la forme de la caractéristique courant-tension de la source d'alimentation. L'oscillation à grande vitesse de la longueur de l'arc est calculée automatiquement lorsque la caractéristique I - V du circuit est rigide.

Combattre un arc électrique

Dans de nombreux appareils, le phénomène d'arc électrique est néfaste. Il s'agit principalement d'appareils de commutation de contacts utilisés en alimentation électrique et en entraînement électrique : interrupteurs haute tension, disjoncteurs, contacteurs, isolateurs de section sur le réseau de contacts des réseaux électrifiés. les chemins de fer et le transport électrique urbain. Lorsque les charges sont déconnectées par les dispositifs ci-dessus, un arc se produit entre les contacts de coupure.

Le mécanisme de l'arc dans ce cas est le suivant:

• Diminution de la pression de contact - le nombre de points de contact diminue, la résistance dans l'ensemble de contact augmente ;
• Le début de la divergence des contacts - la formation de "ponts" à partir du métal en fusion des contacts (aux endroits des derniers points de contact);
• Rupture et évaporation des ponts métalliques en fusion ;
• Formation d'un arc électrique dans les vapeurs métalliques (ce qui contribue à une plus grande ionisation de l'intervalle de contact et à des difficultés d'extinction de l'arc) ;
• Brûlage à l'arc stable avec épuisement rapide des contacts.

Pour un endommagement minimal des contacts, il est nécessaire d'éteindre l'arc dans temps minimum, en s'efforçant d'éviter que l'arc ne soit en un seul endroit (lorsque l'arc se déplace, la chaleur qui s'y dégage sera uniformément répartie sur le corps de contact).

Pour répondre aux exigences ci-dessus, les méthodes de contrôle d'arc suivantes sont appliquées :

• refroidissement à l'arc par un écoulement d'un fluide de refroidissement - liquide (commutateur d'huile); gaz - (disjoncteur à air, disjoncteur autogaz, disjoncteur à huile, disjoncteur SF6) et le flux du fluide de refroidissement peut passer à la fois le long de l'arbre d'arc (extinction longitudinale) et à travers (extinction transversale); parfois un amortissement longitudinal-transversal est utilisé;
• l'utilisation de la capacité de suppression d'arc du vide - il est connu que lorsque la pression des gaz entourant les contacts commutés diminue jusqu'à une certaine valeur, cela conduit à une extinction efficace de l'arc (en raison de l'absence de porteurs pour la formation de l'arc arc), un vacuostat.
• utilisation d'un matériau de contact plus résistant à l'arc ;
• utilisation d'un matériau de contact avec un potentiel d'ionisation plus élevé ;
• l'utilisation de grilles d'arc (disjoncteur, interrupteur électromagnétique). Le principe d'application de la suppression d'arc sur les réseaux repose sur l'utilisation de l'effet d'une chute de tension proche de la cathode dans l'arc (l'essentiel de la chute de tension dans l'arc est la chute de tension à la cathode ; le réseau d'arc est en fait une série de contacts consécutifs pour l'arc qui y est arrivé).
• usage