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.

Электрическая дуга — это… Что такое Электрическая дуга?

Электрическая дуга в воздухе

Электрическая дуга

(Вольтова дуга, Дуговой разряд) — физическое явление, один из видов электрического разряда в газе.

Впервые была описана в 1802 году русским учёным В. В. Петровым, однако большой вклад в развитие данного раздела внес ученый Никола Тесла. Электрическая дуга является частным случаем четвёртой формы состояния вещества — плазмы — и состоит из ионизированного, электрически квазинейтрального газа. Присутствие свободных электрических зарядов обеспечивает проводимость электрической дуги.

Электрическая дуга между двумя электродами в воздухе при атмосферном давлении образуется следующим образом:

При увеличении напряжения между двумя электродами до определённого 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 ещё больше нагревая дугу до 5000–50000 K. При этом считается, что поджиг дуги завершён.

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, совмещённых 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).

См. также

Литература

1. Дуга электрическая — статья из Большой советской энциклопедии
2. Искровой разряд — статья из Большой советской энциклопедии
3. Райзер Ю. П. Физика газового разряда. — 2-е изд. — М.: Наука, 1992. — 536 с. — ISBN 5-02014615-3

Электрическая дуга — причины, свойства, ВАХ

1. Главная
2. Электробезопасность
3. Электрическая дуга

Электрическая дуга представляет собой электрический разряд в среде (воздух, вакуум, элегаз, трансформаторное масло) с большим током, низким напряжением, высокой температурой. Это явление как электрическое, так и тепловое.

Может возникать между двумя контактами при их размыкании.

Обратимся к ВАХ-диаграмме:

На данном графике у нас зависимость тока от напряжения, немного не в масштабе, но так нагляднее. Значит, есть три области:

• в первой области у нас высокое падение напряжения у катода и малые токи — это область тлеющего разряда
• во второй области у нас падение напряжения резко снижается, а ток продолжает увеличиваться — это переходная область между тлеющим и дуговым разрядом
• третья область характеризует дуговой разряд — малое падение напряжения и высокая плотность тока и следовательно высокая температура.

Механизм возникновения дуги может быть следующий: контакты размыкаются и между ними возникает разряд. В процессе размыкания воздух между контактами ионизируется, обретая свойства проводника, затем возникает дуга. Зажигание дуги — это процессы ионизации воздушного промежутка, гашение дуги — явления деионизации воздушного промежутка.

Явления ионизации и деионизации

В начале горения дуги преобладают процессы ионизации, когда дуга устойчива, то процессы ионизации и деионизации происходят одинаково часто, как-только процессы деионизации начинают преобладать над процессами ионизации — дуга гаснет.

ионизация:

• термоэлектронная эмиссия — электроны отрываются от раскаленной поверхности катодного пятна;
• автоэлектронная эмиссия — электроны вырываются с поверхности из-за высокой напряженности электрического поля.
• ионизация толчком — электрон вылетает с достаточной скоростью и в пути сталкивается с нейтральной частицей, в результате образуется электрон и ион.
• термическая ионизация — основной вид ионизации, поддерживает дугу после её зажигания. Температура дуги может достигать тысяч кельвинов, а в такой среде увеличивается число частиц и их скорости, что способствует активным процессам ионизации.

деионизация:

• рекомбинация — образование нейтральных частиц из противоположно заряженных при взаимодействии
• диффузия — положительно заряженные частицы отправляются “за борт”, из-за действия электрического поля дуги от середины к границе

Бывают ситуации, когда при размыкании контактов дуга не загорается, тогда говорят о безыскровом разрыве. Такое возможно при малых значениях тока и напряжения, или при отключении в момент, когда значение тока проходит через ноль.

Свойства дуги постоянного тока

Дуга может возникать как при постоянном токе-напряжении, так и при переменном. Начнем рассмотрение с постоянки:

Анодная и катодная области — размер=10^-4см; суммарное падение напряжения=15-30В; напряженность=10⁵-10⁶В/см; в катодной области происходит процесс ударной ионизации из-за высокой напряженности, образовавшиеся в результате ионизации электроны и ионы образуют плазму дуги, которая обладает высокой проводимостью, данная область отвечает за разжигание дуги.

Ствол дуги — падение напряжения пропорционально длине дуги; плотность тока порядка 10кА на см², за счет чего и температура порядка 6000К и выше. В данной области дуги происходят процессы термоионизации, данная область отвечает за поддержание горения.

ВАХ дугового разряда постоянного тока

Эта кривая соответствует кривой 3 на самом верхнем рисунке. Тут есть:

• Uз — напряжение зажигания
• Uг — напряжение гашения

Если ток уменьшить от Io до 0 мгновенно, то получится прямая, которая лежит снизу. Эти кривые характеризуют дуговой промежуток как проводник, показывают какое напряжение нужно приложить, чтобы создать в промежутке дугу.

Чтобы погасить дугу постоянного тока, необходимо, чтобы процессы деионизации преобладали над процессами ионизации.

Сопротивление дуги:

• можно определить из ВАХ дуги
• активное, независимо от рода тока
• переменная величина
• падает с ростом тока

Если разорвать цепь амперметра под нагрузкой, то тоже можно увидеть дугу.

Если не отображается плеер (значит у вас старый браузер), можете скачать видео в формате mp4 по этой ссылке

---

Свойства дуги переменного тока

Особенностью дуги переменного тока является её поведение во времени. Если посмотреть на график ниже, то видно, что дуга каждый полупериод проходит через ноль.

Видно, что ток отстает от напряжения примерно на 90 градусов. Вначале появляется ток и резко повышается напряжение до величины зажигания (Uз). Далее ток продолжает расти, а падение напряжения снижается. В точке максимального амплитудного значения тока, значение напряжения дуги минимальное. Далее ток стремится к нулю, а падение напряжения опять возрастает до значения гашения (Uг), которое соответствует моменту, когда ток переходит через ноль. Далее всё повторяется опять. Слева от временной характеристики приведена вольт-амперная характеристика.

Особенностью переменной дуги, кроме её зажигания и гашения на протяжении полупериода, является то, как ток пересекает ноль. Это происходит не по форме синусоиды, а более резко. Образуется бестоковая пауза, во время которой происходят знакомые нам процессы деионизации. То есть возрастает сопротивление дугового промежутка. И чем больше возрастет сопротивление, тем сложнее будет дуге обратно зажечься.

Если дуге дать гореть достаточно долго, то уничтожению подлежат не только контакты, но и само электрооборудование. Условия для гашения дуги заложены на стадии проектирования, постоянно внедряются новые методы борьбы с этим вредным явлением в коммутационных аппаратах.

Само по себе явление дуги не является полезным для электрооборудования, так как ведет к ухудшению эксплуатационных свойств контактов: выгорание, коррозия, механическое повреждение.

Но не всё так печально, потому что светлые умы нашли полезное применение дуговому разряду — использование в дуговой сварке, металлургии, осветительной технике, ртутных выпрямителях.

Электрическая дуга: сила разряда в действии

Впервые явление вольтовой дуги наблюдал русский академик Петров, получив искровой разряд.

 

Вольтова дуга характеризуется двумя свойствами:

• выделением большого количества теплоты
• сильным лучеиспусканием.

И то и другое свойство электрической дуги использовано в технике.

Для сварочной техники первое свойство является положительным фактором, второе — отрицательным.

 

В качестве электропроводов для электрического разряда могут служить любые электропроводные материалы. Чаще всего в качестве проводников употребляют угольные и графитные стержни круглого сечения (дуговые фонари).

Типичный вариант между двумя углями изображена на рисунке.

Верхний электрод присоединен к положительному полюсу машины (анод). Второй уголь соединен с отрицательным полюсом (катод).

Температура электрической дуги, ее воздействие

Выделение теплоты неодинаково в различных точках дуги. У положительного электрода выделяется 43% всего количества, у отрицательного 36% и в самой дуге (между электродами) остальные 21%.

Схема зон и их температуры в сварочной дуге

В связи с этим и температура на электродах неодинакова. Анод имеет около 4000° С, а катод 3400°. В среднем считают температуру электрической дуги 3500° С.

Благодаря различной температуре на полюсах вольтовой дуги угольные проводники берутся различной толщины. Положительный уголь берется толще, отрицательный — тоньше. Стержень дуги (средняя часть) состоит из потока электронов, выбрасываемых катодом, которые с огромной скоростью несутся к аноду. Обладая большой кинетической энергией, они ударяются о поверхность анода, преобразуя кинетическую энергию в тепловую.

Окружающий его зеленоватый ореол является местом химических реакций, происходящих между парами вещества электродов и атмосферой, в которой горит вольтова дуга.

Процесс возникновения сварочной дуги

Возникновение электрической дуги

Процесс образования вольтовой дуги представляется в следующем виде. В момент соприкосновения электродов проходящий ток выделяет большое количество тепла в месте стыка, так как здесь имеется большое электрическое сопротивление (закон Джоуля).

Благодаря этому концы проводников раскаляются до светлого накала, и после разъединения электродов катод начинает испускать электроны, которые, пролетая через воздушный промежуток между электродами, расщепляют молекулы воздуха на положительно и отрицательно заряженные частички (катионы и анионы).

Вследствие этого воздух становится электропроводным.

В сварочной технике наибольшее применение имеет разряд между металлическими электродами, причем одним электродом являйся металлический стержень, который в то же время служит и присадочным материалом, а вторым электродом является сама свариваемая деталь.

Процесс остается тот же, что и в случае угольных электродов, но здесь появляется новый фактор. Если в угольной дуге проводники постепенно испарялись (сгорали), то в металлической дуге электроды весьма интенсивно плавятся и частично испаряются. Благодаря наличию металлических паров между электродами сопротивление (электрическое) металлической дуги ниже, чем угольной.

Угольный разряд горит при напряжении в среднем 40—60 в, тогда как напряжение металлической дуги в среднем 18—22 в (при длине 3 мм).

Длина дуги, кратер, провар

Сам процесс дуговой электросварки протекает следующим образом.

Как только мы коснемся находящимся под напряжением электродом изделия и тотчас же отведем его на некоторое расстояние, образуется вольтова дуга и сейчас же начинается плавление основного металла и металла проводника. Следовательно, конец электрода все время находится в расплавленном состоянии, и жидкий металл с него в виде капель переходит на свариваемый шов, где металл электрода смешивается с расплавленным металлом свариваемого изделия.

Исследования показали, что таких капель переходит, с электрода около 20—30 в секунду, т. е. процесс этот совершается очень быстро.

Хотя вольтова дуга и развивает очень высокую температуру, выделение тепла ею производится на очень небольшом пространстве как раз под дугой.

Схема длины дуги

Если мы будем рассматривать через темные стекла дугу, возбужденную металлическим электродом, то убедимся, что в месте образования дуги между электродом и основным металлом на основном металле выделяется добела нагретая поверхность, которая непосредственно под дутой имеет вид углубления, заполненного жидким металлом. Получается такое впечатление, что это углубление образовано как бы выдуванием жидкого металла дугой. Это углубление называется сварочной ванной. Она окружена металлом, нагретым до белого каления, причем температура нагрева области, прилегающей, быстро падает до красного цвета и уже на небольшом расстоянии, величина которой колеблется в зависимости от диаметра электрода и силы тока, температура сравнивается с температурой самого свариваемого предмета.

Электрическая дуга — Страница 42

Страница 42 из 45

Характеристики электрической дуги

Электрическая дуга — это процесс прохождения тока через ионизированный газ, характеризующийся большой плотностью тока, высокой температурой и мощным световым излучением. Электрическая дуга используется для сварки, выплавки металлов и для освещения. В этих целях необходимо устойчивое горение дуги. Электрическая дуга возникает также при отключении электрической цепи, и конструкция электрического аппарата должна предусматривать ее гашение.
Электрическую дугу открыл в 1802 г. профессор физики Санкт- Петербургской медико-хирургической академии Василий Владимирович Петров. Он впервые использовал вольтов столб из 4200 медных и цинковых кружков, который давал напряжение около 2 кВ. Электрическая дуга длиной 2,5—7,5 мм горела между двумя угольными электродами.
Независимо от В.В. Петрова электрическую дугу открыл английский физик Дэви. В 1809 г. он получил дугу длиной 3 см в среде азота между платиновыми электродами от батареи, состоящей из 1000 пластин. Первая публикация Дэви по этому вопросу относится к1810г. В начале 50-х гг. XIX в. электрическая дуга используется для освещения (русский изобретатель П.Н. Яблочков), а в конце XIX в. — для сварки (русские изобретатели Н.Н. Бенардос и Н.Г. Славянов). Первые работы по теории электрической дуги опубликованы в 1902 г. англичанкой Гертой Айртон и профессором С.-Петербургского политехнического института В.Ф. Миткевичем. В дальнейшем дугу исследовали многие физики и электротехники. Обширное экспериментальное исследование гашения электрической дуги в аппаратах низкого напряжения выполнено О.Б. Броном. В 1960 г. гашение электрической дуги в специфических условиях тяговых электрических аппаратов исследовалось в ЛИИЖТе (В.П. Федорченко, В.Н. Кабанов).
Электрическая дуга представляет собой столб ионизированного газа между двумя электродами, по которому протекает ток iдг.
Напряжение вдоль ствола дуги Uдг распределяется, как показано на рис. 6.7. и имеет три составляющие:

Падение напряжения в зоне катода Uк связано с работой выхода электрона из материала катода в ионизированное пространство ствола дуги и зависит от материала катода. Для медных электродов= 20В. При iдг=10А снижение тока вызывает увеличение Uк.

Рис. 6.7. Распределение напряжения вдоль столба электрической дуги

Протяженность области катодного падения напряжения порядка 1мкм, поэтому катодная область дуги характеризуется высокими градиентами напряжения. Падение напряжения в зоне анода Ua по величине составляет несколько вольт, а протяженность этой области немного больше, чем у катодной. Напряжение на стволе дуги Uст возрастает с увеличением ее длины lдг и уменьшением тока. Для условий работы тяговых электрических аппаратов градиент напряжения на стволе дуги составляет около 15 В/см. Различают длинные дуги, у которых.
При рассмотрении длинных дуг катодно-анодным падением напряжения можно пренебрегать. В коротких дугах величина Uк должна обязательно учитываться.
Вольт-амперная характеристика (ВАХ) дуги — это зависимость . Процесс горения электрической дуги отличается большой нестабильностью. Это определяется тем, что при горении дуги процессы ионизации и рекомбинации происходят одновременно. Кроме того, происходит диффузия заряженных частиц из столба дуги в окружающее пространство за счет разницы плотности газа.
Статическая вольт-амперная характеристика (ВАХ) дуги (рис. 6.8, а) —  это зависимость  при медленном изменении тока, когда процессы ионизации и деионизации успевают следовать за изменением тока. Статическая характеристика более длинной дуги располагается выше.
Ряд исследователей предложили эмпирические формулы для статической вольт-амперной характеристики дуги.
Формула Г. Айртон имеет вид:
где a, b,c, d — постоянные.
Однако на практике статические ВАХ дуги чаще получают экспериментально.
ВАХ дуги при быстром изменении тока, когда процессы ионизации не успевают следовать за изменением тока, называется динамической. При уменьшении тока динамическая характеристика располагается ниже статической характеристики, а при увеличении — выше (рис. 6.8, б).
Рассмотрим способы гашения дуги постоянного тока.
Электрическая дуга гаснет, если напряжение на ней меньше величины, требуемой для ее горения в соответствии с вольтамперной характеристикой.
а) Механическое растягивание дуги: увеличение длины дуги за счет увеличения расстояния между контактами аппарата в отключенном состоянии применимо только для аппаратов низкого напряжения и сравнительно небольших токов. При напряжении 3000 В потребуется расстояние между контактами 2 м.
б)  Воздушное дутье потоком нагретого или сжатого воздуха.
в)  Магнитное растягивание дуги основано на взаимодействии тока дуги с магнитным потоком, создаваемым постоянными магнитами или дугогасительной катушкой. Электрическая дуга также обладает свойством притягиваться к стальным конструкциям, за счет создаваемого ею магнитного поля.

Рис. 6.8. Вольтамперная характеристика электрической дуги: а — статическая; б — динамическая

г)             Дугогасительные решетки — набор стальных пластин, расположенных перпендикулярно дуге. Дуга разбивается на ряд последовательно соединенных дуг. И хотя напряжение на стволе дуги Uст не увеличивается, катодное и анодное падение напряжения возрастает пропорционально — числу пластин дугогасительной решетки:

При N? = 100 суммарное катодное и анодное падение напряжения будет равно2000 В, что существенно облегчает гашение дуги.

Гашение электрической дуги в цепи постоянного тока

Отключение активной нагрузки.

Примером такого случая является отключение цепи электрического отопления (рис. 6.9, а). Уравнение равновесия напряжений или (6. 1).
Для описания вольт-амперной характеристики воспользуемся формулой Айртон
(6.2)
В системе двух уравнений (6.1) и (6.2) одно — нелинейное. Эта система решается графически.

Рис. 6.9. Гашение дуги постоянного тока при активной нагрузке: а — электрическая схема; б — вольт-амперная характеристика; в — осциллограмма отключения цепи с активной нагрузкой

Выводы:

1. Процесс гашения электрической дуги можно разделить на два этапа: развития и погасания дуги.
2. При развитии дуги ее длина постоянно увеличивается за счет магнитного растягивания или воздушного дутья. При этом в каждый момент времени дуга горит устойчиво, а величина тока определяется длиной дуги. Время развития дуги определяется конструкцией и параметрами системы дугогашения.
3. Переход от развития дуги к ее погасанию происходит, когда длина дуги достигает критической.

Критическая длина дуги пропорциональна напряжению сети и отключаемому току.

1. При погасании длина дуги больше критической. Дуга при этом горит неустойчиво. Гашение дуги определяется условиями деионизации воздуха в дугогасительной камере.
2. С увеличением отключаемого тока возрастают интенсивность магнитного растягивания, скорость движения дуги в камере, а также производная di/dt в момент разрыва дуги. Время гашения дуги при этом уменьшается.
3. С увеличением питающего напряжения возрастает критическая длина дуги и скорость движения дуги в камере. Время гашения дуги от напряжения практически не зависит.

Отключение активно-индуктивной нагрузки.

Схема электрической цепи приведена на рис. 6.10, а; вольт-амперные характеристики —  на рис. 6.10, б; осциллограммы отключения — на рис. 6.10, в. Для сравнения штриховой линии показаны осциллограммы отключения активной нагрузки.
Уравнение (6.1) с учетом индуктивности цепи принимает вид:

Рис. 6.10. Гашение дуги постоянного тока при активно-индуктивной нагрузке: а — электрическая схема; б — вольтамперные характеристики; в — осциллограмма

Повторные зажигания электрической дуги

При использовании магнитного растягивания длина дуги в момент ее погасания lдг mах значительно превышает расстояние между контактами отключающего аппарата. Напряжение на дуге Uдг max в этот момент превышает напряжение сети Uc. Напряжение Uдг mах принято называть восстанавливающимся напряжением. Воздух в пространстве между разомкнутыми контактами отключающегося аппарата в значительной степени ионизирован вследствие того, что между контактами только что горела электрическая дуга, а процесс деионизации требует определенного времени. Если напряжение Пдг тах будет больше диэлектрической прочности воздушного промежутка между контактами аппарата, то произойдет пробой этого промежутка и повторное зажигание электрической дуги.
Повторные зажигания могут происходить несколько раз до тех пор, пока процесс деионизации не дойдет до такой стадии, когда диэлектрическая прочность воздушного промежутка Uэл пр станет больше Uдг mах.
Отрицательные последствия повторных зажиганий:

1. увеличение времени горения дуги до нескольких секунд и нарушение четкости отключения цепи;
2. повышенное выделение тепла в аппарате, обгорание дугогасительной камеры и контактов;
3. ионизация окружающего воздуха и возникновение перебросов на заземленные части.

Перенапряжения на дуге вызываются быстрым затуханием потоков рассеяния. Вихревые токи в остове ТЭД снижают величину перенапряжений.
Вольт-амперная характеристика и осциллограмма повторного зажигания дуги приведены на рис. 6.11, а, б.
Для предотвращения повторных зажиганий электрической дуги необходимо:

1. обеспечить быстрое расхождение контактов, т.е. увеличение lдг, это особенно важно для групповых переключателей;
2. снизить ионизацию окружающего воздуха за счет применения воздушного дутья или вентиляции;
3. снизить перенапряжения на дуге за счет уменьшения di/dt в момент обрыва тока; для этого надо уменьшить скорость движения дуги у края дугогасительной камеры, используя дугогасительные решетки;
4. шунтировать дугу резистором.

Рис. 6.11. Повторные зажигания электрической дуги: а — вольт-амперные характеристики; б — осциллограмма

Шунтирование электрической дуги резистором

Схема шунтирования дуги линейным резистором приведена на рис. 6.12, а. Процесс отключения выключателя В описывается системой уравнений:

Выводы:
При шунтировании дуги линейным резистором:

1. энергия, выделяемая в дуге, уменьшается и процесс гашения дуги происходит быстрее;

Рис. 6.12. Гашение дуги, шунтированной линейным резистором (начало): а — электрическая схема; б — вольт-амперная характеристика

Рис. 6.12. Гашение дуги, шунтированной линейным резистором (окончание): в — осциллограммы

Рис. 6.13. Гашение дуги, шунтированной нелинейным резистором: а — электрическая схема; б — вольт-амперная характеристика

возникновение и способы ее гашения

В процессе эксплуатации электрические цепи постоянно замыкаются и размыкаются. Давно замечено, что в момент размыкания между контактами образуется электрическая дуга. Для ее появления вполне достаточно напряжения более 10 вольт и силы тока – свыше 0,1 ампер. При более высоких значениях тока и напряжения внутренняя температура дуги нередко достигает 3-15 тысяч градусов. Это становится основной причиной расплавленных контактов и токоведущих частей.

Если же напряжение составляет 110 киловольт и выше, в этом случае длина дуги может достичь длины более одного метра. Подобная дуга представляет серьезную опасность для лиц, работающих с мощными силовыми установками, поэтому требуется ее максимальное ограничение и быстрое гашение в любых цепях, независимо от величины напряжения.

Что такое электрическая дуга

Наиболее характерным примером является электрическая сварочная дуга, проявляющаяся в виде продолжительного электрического разряда в плазме. В свою очередь плазма – это смешанные между собой ионизированные газы и пары составляющих защитной атмосферы, основного и присадочного металла.

Таким образом, электрическая дуга это горение электрического разряда между двумя электродами, расположенными в горизонтальной плоскости. Под действием нагретых газов, стремящихся к верху, этот разряд изгибается и становится виден как дуга или арка.

Эти свойства позволили использовать дугу на практике в качестве газового проводника, с помощью которого электрическая энергия преобразуется в тепловую, создавая высокую интенсивность нагрева. Данный процесс может сравнительно легко управляться изменяющимися электрическими параметрами.

В обычных условиях газы не проводят ток. Однако, если возникают благоприятные условия, они могут быть ионизированы. Их атомы или молекулы становятся положительными или отрицательными ионами. Под действием высокой температуры и внешнего электрического поля с высокой напряженностью газы изменяются и переходят в состояние плазмы, обладающей всеми свойствами проводника.

Как образуется сварочная дуга

• Вначале между концом электрода и деталью появляется контакт, затрагивающий обе поверхности.
• Под действием тока с высокой плотностью, частицы поверхностей быстро расплавляются, образуя прослойку жидкого металла. Она постоянно увеличивается в направлении электрода, после чего наступает ее разрыв.
• В этот момент металл очень быстро испаряется и промежуток разряда начинают заполнять ионы и электроны. Приложенное напряжение заставляет их двигаться к аноду и катоду, в результате происходит возбуждение сварочной дуги.
• Начинается процесс термической ионизации, при котором положительные ионы и свободные электроны продолжают концентрироваться, газ дугового промежутка еще более ионизируется и сама дуга становится устойчивой.
• Под ее влиянием металлы заготовки и электрода расплавляются и, находясь в жидком состоянии, смешиваются между собой.
• После остывания, в этом месте образуется сварочный шов.

Гашение электрической дуги в коммутационной аппаратуре

Отключение элементов электрической цепи должно производиться очень осторожно, без повреждений коммутационной аппаратуры. Одного лишь размыкания контактов будет недостаточно, требуется правильно погасить дугу, возникающую между ними.

Процессы горения и гашения дуги существенно различаются между собой в зависимости от использования в сети постоянного или переменного тока. Если с постоянным током нет особых проблем, то при наличии переменного тока следует учитывать ряд факторов. Прежде всего, ток дуги проходит нулевую отметку на каждом полупериоде. В этот момент прекращается выделение энергии, в результате дуга самопроизвольно гаснет, и вновь загорается. На практике ток приближается к нулю еще до перехода через нулевую отметку. Это связано со снижением тока и уменьшением энергии, подводимой к дуге.

Соответственно понижается и ее температура, что вызывает прекращение термической ионизации. В самом промежутке дуги происходит интенсивная деионизация. Если в этот момент сделать быстрое размыкание и разводку контактов, то пробоя может и не случиться, цепь отключится без появления дуги.

На практике создать подобные идеальные условия очень сложно. В связи с этим были разработаны специальные мероприятия по ускоренному гашению дуги. Различные технические решения позволяют быстро охладить дуговой промежуток и снизить количество заряженных частиц. В результате, наступает постепенное увеличение электрической прочности данного промежутка и одновременный рост на нем восстанавливающего напряжения.

Обе величины находятся в зависимости между собой и влияют на зажигание дуги в очередном полупериоде. Если электрическая прочность превысит восстанавливающее напряжение, то дуга уже не загорится. В противном случае она будет устойчиво гореть.

Основные способы гашения дуги

Довольно часто используется метод удлинения дуги, когда в процессе расхождения контактов при отключении цепи происходит ее растяжение (рис.1). За счет увеличения поверхности условия охлаждения существенно улучшаются, а для поддержки горения требуется большее значение напряжения.

В другом случае общая электрическая дуга разделяется на отдельные короткие дуги (рис.2). Для этого может использоваться специальная металлическая решетка. В ее пластинах под действием вихревых токов наводится электромагнитное поле, затягивающее дугу для разделения. Данный способ широко применяется в коммутационной аппаратуре напряжением менее 1 кВ. Типичным примером являются воздушные автоматические выключатели.


Довольно эффективным считается гашение в небольших объемах, то есть, внутри дугогасительных камер. В этих устройствах имеются продольные щели, совпадающие по осям с направлением ствола дуги. В результате соприкосновения с холодными поверхностями, дуга начинает интенсивно охлаждаться, активно выделяя заряженные частицы в окружающую среду.

Использование высокого давления. В этом случае температура остается неизменной, давление возрастает, а ионизация уменьшается. В таких условиях дуга усиленно охлаждается. Для создания высокого давления используются плотно закрывающиеся камеры. Способ особенно эффективен для плавких предохранителей и другой аппаратуры.

Гашение дуги может происходить с помощью масла, куда помещаются контакты. При их размыкании появляется дуга, под действием которой масло начинает активно испаряться. Она оказывается покрыта газовым пузырем или оболочкой, состоящей на 70-80% из водорода и масляных паров. Под влиянием выделяемых газов, попадающих прямо в зону ствола, холодный и горячий газ внутри пузыря перемешивается, интенсивно охлаждая дуговой промежуток.

Другие методы гашения

Гашение электрической дуги может выполняться за счет роста ее сопротивления. Оно постепенно возрастает, а ток снижается до значения, недостаточного для поддержания горения. Основным недостатком данного метода считается продолжительное время гашения, в течение которого в дуге рассеивается большое количество энергии.

Увеличение сопротивления дуги достигается разными способами:

• Удлинение дуги, поскольку ее сопротивление находится в прямой пропорциональной зависимости с длиной. Для этого нужно изменить зазор между контактами в сторону увеличения.
• Охлаждение среды между контактами, где расположена дуга. Чаще всего применяется обдув, направляемые вдоль дуги.
• Контакты помещаются в газовую среду с низкой степенью ионизации или в вакуумную камеру. Данный метод используется в газовых и вакуумных выключателях.
• Поперечное сечение дуги можно снизить, пропуская ее через узкое отверстие или уменьшая площадь контактов.

В цепях с переменным напряжением для гашения дуги используется метод нулевого тока. В этом случае сопротивление сохраняется на низком уровне, пока значение тока не снизится до нуля. В результате, гашение происходит естественным путем, а зажигание не повторяется вновь, хотя напряжение на контактах может и увеличиться. Падение до нулевой отметки происходит в конце каждого полупериода и дуга гаснет на короткое время. Если увеличить диэлектрическую прочность промежутка между контактами, то дуга так и останется погасшей.

Последствия действия электрической дуги

Разрушительное воздействие дуги представляет серьезную опасность не только для оборудования, но и для работающих людей. При неблагоприятном стечении обстоятельств можно получить серьезные ожоги. Иногда поражение дугой заканчивается летальным исходом.

Как правило, электрическая дуга возникает в момент случайного контакта с токоведущими частями или проводниками. Под действием тока короткого замыкания плавятся провода, ионизируется воздух, создаются другие благоприятные условия для образования плазменного канала.

В настоящее время в области электротехники удалось добиться существенных положительных результатов с помощью современных защитных средств, разработанных против электрической дуги.

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]

---

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, перегруженных выходов 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 причинить вред вам и окружающим. Статистически 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 взрывная 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 ответвленные цепи 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? Эксперт-электрик объясняет опасности

Я работаю электриком более двух десятилетий, и мне часто задают один вопрос; что такое электрическая дуга ? Проще говоря, электрическая дуга — это когда электричество переходит от одного соединения к другому. Иногда вы слышите, как электрические выключатели издают шипящий / потрескивающий звук. Обычно это происходит при их включении или выключении.Это называется дугой и может быть результатом двух причин. Это может быть вызвано повреждением кабеля, вызвавшим хлопок или возникновение дуги. Если причиной является поврежденный провод, проводка не может выдержать протекающий ток, поэтому возникает дуга.

Вы когда-нибудь слышали о параллельном течении дуги?

Если возникает проблема с параллельным прохождением дуги, ток протекает через поврежденную изоляцию, что приводит к короткому замыканию. Короткое замыкание не очень сильное, поэтому автоматический выключатель не может его идентифицировать.В этой статье вы найдете все, что вам нужно знать об электрической дуге.

Приступим!

Что вызывает электрическую дугу?

Электрическая дуга может быть результатом нескольких проблем в вашей электрической системе, таких как:

1. Перегрузка

Дуга возникает в электрической панели после перегрузки цепей в панели. Если автоматический выключатель присоединяется к шине электрической панели, это может привести к перегреву. Это может привести к выходу из строя шины и соединения, что сделает оборудование неисправным и подверженным сбоям.Когда протекает избыточный ток, автоматические выключатели могут работать не так, как ожидалось. Вместо отключения при протекании избыточных токов поврежденные цепи позволяют электричеству продолжать течь, что приводит к перегреву с последующим возникновением дуги.

2. Окружающие условия

Условия, окружающие электрическую панель, могут быть одной из причин возникновения дуги, а также могут повлиять на серьезность ситуации. Проводку в электрическом щитке нельзя оставлять оголенной вне коробки.Легковоспламеняющиеся материалы, такие как разбавитель для краски или бензин, среди прочего, не должны находиться в непосредственной близости от электрической панели или ее непосредственного окружения.

Кроме того, использование избыточных предохранителей внутри распределительной коробки может привести к дополнительному потоку электричества через схему, вызывая перегрев и искрение. Цепи, которые отключаются, или предохранители, которые часто перегорают, могут указывать на потенциальную опасность возникновения дуги.

3. Поврежденные электрические панели

Исследования подтверждают, что электрические панели, спроектированные как минимум двумя производителями, во время полевых испытаний показали дефектную конструкцию, которая может вызвать искрение, а иногда и электрический пожар.JL Home Inspection утверждает, что электрические панели от Zinsco имеют дефектные перемычки выключателя, в результате чего блоки выдувают боковые кожухи панели после взрывов или пропускают электрический ток даже при выключении.

Другой производитель, который, как утверждается, производит неисправные электрические панели, — Federal Pacific Stab-Lok. Их электрические панели печально известны неисправными автоматическими выключателями, которые могут не срабатывать при необходимости. Эти отказы рассматриваются как основные опасности, и они не несут прямой ответственности за возникновение дуги, хотя и играют в ней определенную роль.Большинство дефектных панелей были произведены в 1970-х годах или раньше.

Опасно ли электрическая дуга?

Да!

Электрическая дуга вызывает вспышку дуги.

Это может вызвать травмы, такие как ожоги третьей степени, остановку сердца, потерю слуха, слепоту, повреждение нервов и даже смерть.

Сильные ожоги могут возникнуть, если пострадавший находится в пределах нескольких футов от дуги. Были проведены поэтапные испытания, которые показали, что температура рук и шеи человека, стоящего рядом с дугой, превышает 2250 градусов по Цельсию.

Дуги распространяют капли расплавленного металла с высокой скоростью. Этот расплавленный металл может быть вытеснен на расстояние до 10 футов. Шрапнель способна пробить ваше тело. Волны давления от взрыва могут перебросить вас через комнату или сбить с лестницы. Даже ваша одежда может загореться. Части тела в одежде могут обжечься сильнее, чем обнаженные части тела.

Как предотвратить электрическую дугу?

При соответствующем обучении, оборудовании и мерах безопасности можно снизить риск возникновения электрической дуги.Вот меры предосторожности;

1. Обесточить оборудование

Жизненно важно как можно скорее устранить потенциальную опасность. Старайтесь не работать с электроприводом, находящимся под напряжением, и будьте особенно осторожны при его проверке, чтобы убедиться, что он должным образом обесточен, или когда вы его снова включаете. Используйте технологию удаленного стеллажа для управления автоматическими выключателями, когда вы находитесь вне пределов дугового разряда, вместо того, чтобы подвергать риску ваш персонал.

2. Используя технологию низкого риска, изучите опасность.

Соберите информацию о вашей системе распределения электроэнергии и обеспечьте ловкость защитных устройств, а также проведите исследования короткого замыкания, чтобы узнать больше о классификации вспышек дуги для электрического оборудования. Это поможет снизить вероятность короткого замыкания и дуги. Более того, узнайте о таких технологиях, как дуговые предохранители и дистанционное устройство стеллажа, которое удобно для обеспечения безопасности имущества и персонала.

3. Перепланировка электрических систем и управления

Найдите подходящие СИЗ, необходимые в зависимости от классификации опасности вспышки, и убедитесь, что персонал и имущество хорошо экипированы.Перепланируйте свое снаряжение для достижения оптимальных технических средств контроля, которые помогают предотвратить и снизить риски. При необходимости измените настройки автоматических выключателей и систем распределения электроэнергии.

4. Повышение осведомленности о рисках

Помимо получения разрешения регулирующих органов, таких как OSHA, обучение технике безопасности гарантирует, что ваш персонал поймет последствия неосторожности и все время соблюдает необходимые меры безопасности. Это поможет им в случае возникновения дуги и в знании того, как снизить риск.

5. Создайте программу обеспечения безопасности

Определите риски, используйте соответствующие средства индивидуальной защиты и установите границы вспышки дуги для безопасности в случае вспышки дуги. Убедитесь, что соответствующие электрические правила и рабочие процедуры правильно задокументированы, распространены среди всего персонала и строго соблюдаются.

Вызывает ли электрическая дуга звук?

Электричество может перемещаться по воздуху, как молния, от оголенного кабеля к другой поверхности, и это производит хлопок или треск.

Что означает искрение в электрических розетках?

Искра в электрической розетке может указывать на короткое замыкание, устаревшее оборудование или попадание воды. Иногда это нормально, а иногда показывает, что розетка неисправна. Вот что вы должны знать об искрении в электрических розетках.

* Нормальное искрение

При резком переключении питания на другой прибор будет быстро потребляться доступное питание, что может вызвать короткую искру.Когда электроны начнут течь свободно, искр быть не должно. Это обычное явление, подобное статическому электричеству.

* Сгоревшая розетка

Электрическую розетку со следами ожогов следует заменить, так как это может привести к большему количеству проблем с розеткой.

* Короткое замыкание на выходе

Если в розетке скопилось много тепла, это может привести к расплавлению изоляции вокруг проводов. Когда кабели оголены, высока вероятность возгорания электрического тока.После того, как соединение установлено, электроны могут переместиться не в ту часть и вызвать серьезную искру. Это называется коротким замыканием и может привести к электрическому возгоранию.

* Выпускное отверстие для воды

Вода может легко вызвать искрение на выходе, а затем короткое замыкание. Установка GCFI приведет к прекращению искрения, а не к электрическому возгоранию.

* Древние электрические розетки

Через некоторое время выходы обычно изнашиваются.Через несколько лет соединения начинают ослабевать, что увеличивает вероятность короткого замыкания и, в конечном итоге, возгорания. Старые и изношенные шнуры электроприборов также могут стать причиной искрения. Обязательно замените электрические розетки через несколько лет.

* Неаккуратный ремонт электрооборудования

Когда домовладелец решает отремонтировать розетку, он должен знать, что он делает. Если они попытаются принять меры для решения этой проблемы, они часто создают более опасную ситуацию, которая может привести к пожару.

Если в розетке возникают короткие и нечастые искры, это может быть обычным и безопасным. Однако, если он загорается каждый раз при попытке что-то подключить, у вас может быть проблема.

Когда мне следует позвонить электрику по поводу дугового разряда?

Когда вы начинаете слышать жужжание, треск или другие шумы, исходящие от вашей электрической системы, пора вызвать электрика. Такие странные шумы, как ослабленные кабели, перегруженные розетки или ненадежные соединения, могут быть причиной того, что вы слышите эти странные звуки.Большинство из этих обстоятельств приведет к возникновению электрической дуги в вашей электрической системе или возникновению странных шумов, а также к другим электрическим проблемам, таким как выходы, розетки или прибор, который перестает работать.

Если вы проигнорируете эти предупреждения, через некоторое время это может привести к большему повреждению вашей электрической системы, а иногда и к возгоранию электрического тока. Подводя итог, если вы услышите жужжание, немедленно вызовите электрика.

Заключение

Электричество полезно, и в то же время опасные и электрические системы сложны.Электрики знают, как работает электричество, как протекают электрические цепи, как они связаны друг с другом и как с ними безопасно обращаться. Если у вас возникнут проблемы с электричеством, вы можете безопасно попросить профессионала прийти к вам домой и попросить его разобраться с этим. Многие проблемы с электричеством можно легко решить, если их обнаружить на ранней стадии.

Электрическая дуга — использование электрической дуги — электроды, металл, свет и углерод

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 раскаленных (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 кальций , 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 такое дуговая сварка? — Определение и типы процессов

Дуговая сварка — это тип процесса сварки, в котором используется электрическая дуга для создания тепла для плавления и соединения металлов. Источник питания создает электрическую дугу между расходуемым или неплавящимся электродом и основным материалом, используя либо постоянный (DC), либо переменный (AC) ток.

Эта статья — один из серии часто задаваемых вопросов TWI.

Если у вас есть какие-либо вопросы или вам нужна помощь, напишите нам, чтобы получить консультацию специалиста:

[email protected]

Нажмите здесь, чтобы увидеть наши последние подкасты по технической инженерии на YouTube .

Как это работает?

Дуговая сварка — это процесс сварки плавлением, используемый для соединения металлов. Электрическая дуга от источника переменного или постоянного тока создает интенсивное тепло около 6500 ° F, которое плавит металл в месте соединения двух заготовок.

Дуга может управляться вручную или механически вдоль линии соединения, в то время как электрод либо просто проводит ток, либо проводит ток и одновременно плавится в сварочной ванне, подавая присадочный металл в соединение.

Поскольку металлы химически реагируют с кислородом и азотом в воздухе при нагреве дугой до высоких температур, для сведения к минимуму контакта расплавленного металла с воздухом используется защитный газ или шлак. После охлаждения расплавленные металлы затвердевают, образуя металлургическую связь.

Какие бывают типы дуговой сварки?

Этот процесс можно разделить на два разных типа; методы плавления и неплавящегося электрода.

Методы расходных электродов

Сварка металлов в инертном газе (MIG) и сварка металлов в активном газе (MAG)

Также известная как Газовая дуговая сварка металла (GMAW) , использует защитный газ для защиты основных металлов от загрязнения.

Дуговая сварка защищенного металла (SMAW)

Также известна как ручная дуговая сварка металлическим электродом (MMA или MMAW) , дуговая сварка под защитным флюсом или сварка стержнем — это процесс, при котором дуга зажигается между металлическим стержнем (электрод с покрытием из флюса) и заготовкой. поверхность стержня и заготовки плавится, образуя сварочную ванну.Одновременное плавление флюсового покрытия на стержне приведет к образованию газа и шлака, защищающего сварочную ванну от окружающей атмосферы. Это универсальный процесс, идеально подходящий для соединения черных и цветных металлов различной толщины во всех положениях.

Дуговая сварка порошковой проволокой (FCAW)

Созданный как альтернатива SMAW, FCAW использует непрерывно запитанный расходный порошковый электрод и источник постоянного напряжения, что обеспечивает постоянную длину дуги.В этом процессе используется либо защитный газ, либо только газ, создаваемый флюсом, чтобы обеспечить защиту от загрязнения.

Дуговая сварка под флюсом (SAW)

Часто используемый процесс с непрерывной подачей расходуемого электрода и защитным слоем из плавкого флюса, который становится проводящим при расплавлении, обеспечивая прохождение тока между деталью и электродом. Флюс также помогает предотвратить разбрызгивание и искры, подавляя пары и ультрафиолетовое излучение.

Электрошлаковая сварка (ESW)

Вертикальный процесс, используемый для сварки толстых листов (более 25 мм) за один проход.ESW основывается на зажигании электрической дуги до того, как добавка флюса погасит дугу. Флюс плавится, когда расходный материал проволоки подается в ванну расплава, что создает расплавленный шлак на поверхности ванны. Тепло для плавления проволоки и краев пластины генерируется за счет сопротивления расплавленного шлака прохождению электрического тока. Две медные башмаки с водяным охлаждением следят за ходом процесса и предотвращают стекание расплавленного шлака.

Дуговая сварка шпилек (SW)

Подобно сварке оплавлением, SW соединяет гайку или крепеж, обычно с фланцем с выступами, которые плавятся для создания соединения, с другой металлической деталью.

Методы использования неизрасходованных электродов

Сварка вольфрамом в среде инертного газа (TIG)

Также известная как Газовая вольфрамовая дуговая сварка (GTAW) , использует неплавящийся вольфрамовый электрод для создания дуги и инертный защитный газ для защиты сварного шва и ванны расплава от атмосферного загрязнения.

Плазменная дуговая сварка (PAW)

Подобно TIG, PAW использует электрическую дугу между неплавящимся электродом и анодом, которые расположены внутри корпуса горелки.Электрическая дуга используется для ионизации газа в горелке и создания плазмы, которая затем проталкивается через тонкое отверстие в аноде, чтобы достичь опорной пластины. Таким образом плазма отделяется от защитного газа.

Руководство по безопасности ISASTUR

7. Случайная электрическая дуга

При работе вблизи токоведущих зон необходимо учитывать не только риск электрического контакта с активными частями, но и возможное образование электрической дуги из-за короткого замыкания.

Следует отметить, что группа ISASTUR обычно работает в центрах с очень высокой мощностью короткого замыкания. Следовательно, электрические дуги, которые могут возникнуть, имеют большую величину.

Из всех происшествий с электрическим током большинство происходит из-за случайной электрической дуги.

При нормальных температурах воздух является изолятором, потому что элементы, из которых он состоит (атомы и молекулы), нейтральны.Он становится проводником только тогда, когда он ионизирован, то есть когда в нем образуются свободные электроны и ионы (два носителя электричества) из-за определенных средств, вносящих энергию (тепло, ультрафиолетовое излучение и т. Д.).

Однако этой ионизации обычно недостаточно для поддержания проводимости через воздух. То есть, чтобы образовалась электрическая дуга, должна существовать разность потенциалов между проводниками или между проводником и землей и отвод свободных электронов проводимости из проводника посредством термоионного эффекта ( энергия, необходимая для преодоления потенциального барьера) или за счет электрической полевой эмиссии (высокое напряжение).

Как правило, в результате воздействия сильного электрического тока (короткого замыкания) в электрических проводниках возникают высокие температуры, которые вызывают термоионный эффект и ионизацию окружающего воздуха, вызывая электрическую дугу, которая увеличивает температура среды, в которой он загрунтован, и достигающая температуры 4 000 ° C.

Известно, что 50% энергии электрической дуги поглощается за счет нагрева окружающего воздуха, 40% излучается, а остальная часть поглощается за счет плавления металлических частей под действием электрической дуги.

Электрическая дуга производит ультрафиолетовое, инфракрасное и видимое излучение. Это подтверждает необходимость использования защитных очков без потери зрения с целью поглощения излучения и защиты глаз от возможного разбрызгивания металлических частиц, таких как медь, которые сильно выбрасываются при плавлении.

Аналогичным образом, использование лицевых экранов и кожаных перчаток в качестве защитных элементов является обязательным, поскольку эти элементы действуют, поглощая часть тепла при возникновении короткого замыкания, при условии, что продолжительность дуги не превышает по времени секунды.

Спецодежда электриков и электромехаников должна быть термостойкой, чтобы температура случайной дуги не зажигала ее. Не рекомендуется носить одежду из акрила; рекомендуется хлопок или огнестойкие искусственные волокна.

Проверки напряжения в случае поломки, ремонта и т. Д. Следует рассматривать как работу под напряжением, поэтому при выполнении таких работ следует использовать вышеупомянутые защитные элементы.

Урок 2 — Общие процессы электродуговой сварки

Урок 2 — Общие процессы электродуговой сварки © АВТОРСКИЕ ПРАВА 1998 ГРУППА ЭСАБ, ИНК.УРОК II ОБЩИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ДУГА СВАРОЧНЫЕ ПРОЦЕССЫ 2.1 ВВЕДЕНИЕ После долгого эксперименты других в начале 1800-х, англичанин по имени Уайлд получена первая электросварка патент в 1865 году. Он успешно соединил две небольшие части утюг, пропуская электрический ток через обе детали, образуя сварной шов.Примерно двадцать лет спустя Бернадо, русский, получил патент на процесс электродуговой сварки в котором он поддерживал дугу между угольным электродом и деталями, которые должны быть соединились, сплавив металлы вместе поскольку дуга вручную пропускалась через свариваемый стык. 2.1.0.1 Во время в 1890-х годах дуговая сварка выполнялась неизолированными металлическими электродами, которые были сожжены в расплавленной луже и стал частью наплавленного металла. Сварные швы были из низкое качество из-за азота и кислород в атмосфере с образованием вредных оксидов и нитридов в металле шва.В начале двадцатого века важность защиты дуга из атмосфера была реализована. Покрытие электрода разложившимся материалом в пылу дуга для образования газового экрана оказалась лучшим методом это конец. В результате различные методы покрытия электродов, такие как обертывание и окунание, были опробованы. Эти усилия завершились в электроде с экструдированным покрытием в середине 1920-х гг. улучшение качества металла шва и обеспечение того, что многие считают наиболее значительный прогресс в области электрической дуги сварка.2.1.0.2 Поскольку сварка покрытыми электродами это довольно медленная процедура, более быстрая сварка были разработаны процессы. В этом уроке будут рассмотрены наиболее часто используемые электродуговая сварка процессы, используемые сегодня. 2.2 ЗАЩИТНЫЙ ДУГОВАЯ СВАРКА МЕТАЛЛА Экранированный Дуговая сварка металла *, также известная как ручная металлическая дуговая сварка, ручная сварка или электрическая Дуговая сварка — это наиболее широко используемый из различных процессов дуговой сварки. Сварка выполняется с тепло электрической дуги, которое сохраняется между концом металла с покрытием электрод и заготовку (см. рис. 1).Тепло, производимое дугой, плавит основной металл, стержень сердечника электрода и покрытие. Поскольку капли расплавленного металла передан через дуги и в расплавленную сварочную ванну, они защищены от атмосферы производимыми газами от разложения флюсового покрытия. Расплавленный шлак всплывает в вершина сварного шва лужа, в которой он защищает металл шва от воздействия атмосферы во время затвердевания.

Что такое дуговая вспышка?

Примечание редактора: на момент публикации этой статьи текущая редакция стандарта NFPA 70E была редакцией 2009 года.Издание 2012 года сейчас является самым последним. См. «Что такое NFPA 70E?» для дополнительной информации.

Согласно Википедии, «вспышка дуги (или вспышка дуги) — это тип электрического взрыва, который возникает в результате низкоомного соединения с землей или другой фазой напряжения в электрической системе». Температура вспышки дуги может достигать 35000 градусов по Фаренгейту — примерно в четыре раза выше, чем поверхность солнца. Вспышка электрической дуги может произойти, если проводящий объект приближается к источнику тока с большим ампером или из-за отказа оборудования (например, при размыкании или замыкании разъединителей).Дуга может нагревать воздух до температуры 35 000 F и испарять металл в оборудовании. Вспышка дуги может вызвать серьезные ожоги кожи в результате прямого теплового воздействия или воспламенения одежды. Нагревание воздуха и испарение металла создают волну давления, которая может повредить слух и вызвать потерю памяти (от сотрясения мозга) и другие травмы, вплоть до смерти.

Опасная вспышка дуги может произойти в любом электрическом устройстве, независимо от напряжения, в котором энергия достаточно высока для поддержания дуги.Сюда входят панели управления, переключатели, трансформаторы и другие места, где может произойти сбой оборудования. Некоторые из наиболее опасных задач включают в себя удаление или установку автоматических выключателей, работу с цепями управления с открытыми частями под напряжением, применение защитных заземлений, снятие крышек панелей и выполнение испытаний и диагностики низкого напряжения.

Как защитить себя или своих сотрудников от этой потенциально смертельной опасности? Вы следуете рекомендациям, изложенным в стандарте NFPA 70E 2009 по электробезопасности на рабочем месте, издание 2009 года. Но что говорит OSHA? OSHA рекомендует ссылаться на NFPA 70E для обеспечения электробезопасности.

Стандарт NFPA 70E 2009 по электробезопасности на рабочем месте — это общепризнанный стандарт, устанавливающий безопасные методы работы с электричеством. Он включает в себя списки типичных работ с электрикой и классифицирует эти работы по пяти категориям в зависимости от уровня опасности / риска, с диаграммами с подробным описанием средств индивидуальной защиты (СИЗ), необходимых для защиты, до уровня опасности для каждой категории.Согласно Национальному совету безопасности, «как классификации опасностей / категорий риска, так и требования к СИЗ, а также упрощенный двухкатегориальный подход широко использовались. Отчасти это связано с тем, что они легко помогают определить, какой уровень СИЗ требуется для защиты рабочих от потенциальной опасности задач или работ в каждой из категорий риска опасности. Упрощенный двухэтапный подход требует минимального номинала дуги — также известного как ATPV — 8 для «повседневной рабочей одежды» и 40 для «смена одежды.«Все огнестойкие ткани проходят или могут быть испытаны для измерения количества падающей энергии, необходимой (в кал / см ² ), чтобы предсказуемо вызвать ожоги второй степени под тканью.