Что такое электрическая дуга, как она возникает и где применяется?

Содержание

Особенности электрической дуги

Благодаря широкому диапазону значений, электродуга совместима как с тугоплавкими, так и с привычными плавящимися электродами. Под ее воздействием металл быстро разогревается, после чего образуется ванна расплава. Преобразование электроэнергии в тепловую происходит с минимальными потерями.

По своей природе электрическая дуга сопоставима с другими видами зарядов. Ее отличительные особенности:

  • созданная плотным током высокая температура;
  • небольшое снижение катодного и анодного напряжения, которое в малой степени зависит от изначально заданного вольтажа;
  • электрическое поле между полюсами распределяется неравномерно;
  • устойчивость электрической дуги в пространстве;
  • мощность и вольтамперные характеристики саморегулируются;
  • границы электродуги четко очерчены.

Зажечь дугу можно одним из двух способом: чирканьем или коротким прикасанием.

Правильные стратегии предотвращения опасности

Если происходит вспышка дуги, люди часто испытывают желание спешить в этот район, чтобы помочь жертве. Это может привести к тому, что дополнительные люди получают травму. Вместо того, чтобы спешить, чтобы помочь, лучше подождать и подтвердить, что электричество было отключено, поэтому больше нет риска получения дополнительных травм.

Постоянное обучение электробезопасности

Такие вещи, как индивидуальное защитное снаряжение и удержание машин в хорошем рабочем состоянии, будут иметь большое значение для обеспечения безопасности объекта от электрических опасностей

Тем не менее, так как многие люди работают с электрооборудованием и вокруг него, важно также обеспечить всем сотрудникам уровень подготовки, необходимый для их работы

Электрикам понадобится обширная подготовка для правильной и безопасной работы с этим типом оборудования. К счастью, большинство электриков выходят на работу со знаниями и опытом, в которых они нуждаются.

Генеральный обслуживающий персонал также будет тесно сотрудничать с электрооборудованием, но у них может не быть углубленного обучения электрика. Работодатели должны всегда предоставлять этому типу сотрудника подробное обучение, чтобы они знали, как правильно выполнять свою работу, не подвергая себя и других сотрудников повышенному риску.

Другие сотрудники, которые обычно не имеют прямого воздействия на электрооборудование, должны по-прежнему получать как минимум базовый уровень обучения, чтобы они знали, как реагировать в чрезвычайных ситуациях. Есть много ресурсов для онлайн-обучения или личной подготовки по вопросам электробезопасности, доступных для сотрудников.

От чего зависит тяжесть и характер электротравмы?

Факторы поражения электрическим током:

  1. Вид, сила и напряжение тока
  • Переменный ток более опасен, чем постоянный. При этом низкочастотные токи (около 50-60 Гц), опаснее, высокочастотных. Частота тока используемого в быту 60 Гц. При увеличении частоты ток, он идет по поверхности кожи, вызывая ожоги, но не приводит к летальному исходу.
  • Наиболее значима сила и напряжение электротока.
Реакция организма на прохождение переменного тока
Сила тока Что чувствует пострадавший?
0,9-1,2 мА Ток еле ощутим
1,2-1,6 мА Чувство «мурашек» или шекотания
1,6-2,8 мА Чувство тяжести в запястье
2,8-4,5 мА Тугоподвижность в предплечье
4,5-5,0 мА Судорожное сокращение предплечья
5,0-7,0 мА Судорожное сокращение мышц плеча
15,0-20 мА Невозможно оторвать руку от провода
20-40 мА Очень болезненные мышечные судороги
50-100 мА Остановка сердца
Более 200 мА Очень глубокие ожоги
  1. Путь прохождения тока по организму

Путь, который проделывает ток через тело, называется петлей тока. Наиболее опасна полная петля (2 руки – 2 ноги), при этом варианте ток проходит через сердце, вызывая сбои в его работе вплоть до полной его остановки. Так же считаются опасными следующие петли: рука-голова, рука-рука.

  1. Длительность действия тока
  1. Факторы внешней среды
  1. Исход элетротравмы так же во многом зависит от возраста и состояния организма в момент поражения

Усиливают тяжесть поражения: детский и старческий возраст, утомление, истощение, хронические заболевания, алкогольное опьянение.

Опасность электрической дуги

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

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

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

Чем определяется мощность сварочной дуги

Основные факторы, оказывающие влияние на параметры мощности:

  • напряжение. Увеличение мощности сварки достигается за счет увеличения питающего напряжения. Но в сравнительно небольшом диапазоне значений. Есть определенные ограничения и по размеру расходных материалов;
  • сила тока. Прямая зависимость: чем больше показатель – тем стабильнее горит дуга;
  • величина напряжения плазмы находится в прямой зависимости от мощности.

Длиной дуги принято называть расстояние от электрода доя рабочей поверхности в момент выполнения сварочных работ. От данного показателя зависит величина продуцированного тепла.

Мощность дуги определяет скорость плавления металла. Данная характеристика имеет большое значение, поскольку от нее зависит скорость выполнения операций по соединению металлов. Силой тока меняется рабочая температура в зоне плавления. Даже длинная электрическая дуга не будет затухать при большой силе тока. Во время сварочных работ изменение настроек ампеража требуется очень редко.

Строение сварочной дуги: катодное пятно, столб дуги, анодное пятно

Катодное пятно является источником и местом выхода электронов. Этот участок электрической дуги разогревается до температуры 2400-2600°C при использовании покрытых электродов, а количество тепла выделенного тепла на этом участке равняется 38% от общего. На этом участке дуги теряется 12-17 В напряжения сосредоточенных на разгон электродов и их эмиссию.

Столб дуги в отличии от катодного и анодного пятна является нейтральным участком дуги, где одновременно находится одинаковое количество позитивно и негативного заряженных частиц. Столб дуги выделяет приблизительно 20% об общего количества тепла. Потеря напряжения на этом участке сварочной дуги зависит от ее длины и становит 2-12 В. Температура столба дуги самая высокая 6000-8000°C.

Анодное пятно — место входа электродов в сварочную цепь с дуги. Температура 2400-2600°C, а количество выделяемого тепла 42% от общего. Спад напряжения 2-11 В. Анодное пятно под воздействием постоянной бомбардировки имеет вогнутую форму, которую называют кратером.

При сварке на постоянном токе различают прямую и обратную полярность. Меняют полярность в зависимости от вида свариваемого материала. Если требуется больший нагрев металла и глубина проплавления необходимо установить анод на изделие, где будет выделяться больше тепла — прямая полярность. При сварке на обратной полярности анод и катод меняются местами, поэтому на изделии выделяется меньше тепла.

Популярные статьи  Почему не работают розетки на кухне, причем автомат включен?

Для сварки дугой переменного тока характерно менять полярность с частотой 50 Гц, поэтому на электроде и изделии выделяется одинаковое количество тепла. При сварке на переменном токе дуга горит менее стойко и усиливается разбрызгивание электродного металла.

Воздействие на человека и электрооборудование

Электрическая дуга представляет опасность для человека своим термическим воздействием, а также ультрафиолетовым действием излучающего света. Огромную опасность таит в себе высокое напряжение переменных токов. Если незащищённый человек окажется на критически близком расстоянии от токоведущих частей приборов, может произойти пробой электричества с образованием дуги. Тогда на тело, кроме воздействия тока, окажет действие термической составляющей.

Распространение дугового разряда по конструктивным частям оборудования грозит выжиганием электронных элементов, плат и соединений.

Способы деионизация среды между контактами

1. Удлинение зазора: диэлектрическая прочность среды пропорциональна длине зазора между контактами. Таким образом, при быстром размыкании контактов может быть достигнута и более высокая диэлектрическая прочность среды.

2. Высокое давление. Если оно в непосредственной близости от дуги, увеличивается, плотность частиц, составляющих канал дугового разряда, также растет. Повышенная плотность частиц приводит к высокому уровню их деионизации и, следовательно, диэлектрическая прочность среды между контактами увеличивается.

3. Охлаждения. Естественная рекомбинация ионизированных частиц происходит быстрее, если они остывают. Таким образом, диэлектрическая прочность среды между контактами может быть увеличена путем охлаждения дуги.

4. Эффект взрыва. Если ионизированные частицы между контактами сметены прочь и заменены неионизированными, то диэлектрическая прочность среды может быть увеличена. Это может быть достигнуто с помощью газового взрыва, направленного в зону разряда, или впрыскиванием масла в межконтактное пространство.

В таких выключателях в качестве среды гашения дуги используется газ гексафторид серы (SF6). Он имеет сильную тенденцию поглощать свободные электроны. Контакты выключателя открываются в потоке высокого давления SF6) между ними (см. рисунок ниже).

Что такое электрическая дуга, как она возникает и где применяется?

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.

При прямой и обратной полярности

Сварка постоянным током может выполняться 1 из 2 способов:

  1. «Плюс» подключают к заготовке, т.е. она становится анодом. Такую полярность называют прямой.
  2. К заготовке подключают «минус», так что она становится катодом. Это обратная полярность.

Что такое электрическая дуга, как она возникает и где применяется?
Сварка постоянным током может выполняться различными способами. При сварке тугоплавким электродом анодное пятно горячее катодного, поэтому первый способ используют для соединения деталей средней или большой толщины. Сильный нагрев обеспечивает глубокий провар и, как следствие, высокую прочность шва.

Подключение с обратной полярностью используется для соединения тонкостенных заготовок. В противном случае они прогорят.

Литература

  • Дуга электрическая — статья из Большой советской энциклопедии. 
  • Искровой разряд — статья из Большой советской энциклопедии. 
  • Райзер Ю. П. Физика газового разряда. — 2-е изд. — М.: Наука, 1992. — 536 с. — ISBN 5-02014615-3.
  • Родштейн Л. А. Электрические аппараты, Л 1981 г.
  • Clerici, Matteo; Hu, Yi; Lassonde, Philippe; Milián, Carles; Couairon, Arnaud; Christodoulides, Demetrios N.; Chen, Zhigang; Razzari, Luca; Vidal, François (2015-06-01). «Laser-assisted guiding of electric discharges around objects». Science Advances 1 (5): e1400111. Bibcode:2015SciA….1E0111C. doi:10.1126/sciadv.1400111. ISSN 2375—2548.

Как регулировать длину дуги

От этого параметра зависят не только электрические величины, но и качество сварки. Дугу стремятся делать как можно более короткой, в пределах 3-4 мм.

При большей длине наблюдаются следующие негативные явления:

  1. Капли расплавленного металла с электрода на пути к сварочной ванне успевают вобрать в себя из воздуха много кислорода и азота. В результате шов теряет прочность, пластичность и ударную вязкость.
  2. Разряд перемещается по поверхности заготовки (блуждание), вследствие чего тепло распределяется по относительно большой площади. Глубина провара уменьшается; капли расплава с расходника, попадая на непрогретый металл, не сливаются с ним, а отскакивают.

Короткая дуга издает сухой треск, напоминающий шипение масла на горячей сковороде.

При большой длине сварочной дуги наблюдаются негативные явления.

Выполненный ей шов выглядит аккуратным и имеет следующие признаки:

  1. Правильную форму.
  2. Гладкую выпуклую поверхность.

Шов, выполненный длинной дугой, имеет неровные очертания, вдоль него налипают капли расплавленного металла.

Вольт амперная характеристика

График, выражающий, как напряжение зависит от изменения тока, называют вольтамперной характеристикой дуги.

В условиях неизменной длины столба и постепенном росте тока график разделяется на три основные зоны. В первой, называемой «нисходящая», с ростом тока напряжение немного снижается. Эта зона соответствует процессам, происходящим при ручной сварке. Во второй – при росте тока напряжение остается стабильным. Эта часть характеристики применяется при полуавтоматической сварке с применением механической подачи сварочной проволоки.

И наконец, третья область, именуемая «восходящая» используется при автоматической сварке, в ней напряжение растет с повышением тока.

Дуговая сварка плавящимся электродом

При ручной сварке начальные значения на кривой соответствуют режиму холостого хода источника. Когда сварщик разжигает дугу, напряжение снижается вплоть до достижения участка стабилизации, такое напряжение сохраняется во время всей операции.

Разновидности сварочной дуги

Различают 2 типа:

  1. Разряд прямого действия. Возникает между проводящим стержнем (направлен параллельно ему) и заготовкой (перпендикулярно).
  2. Косвенного действия. Возникает между 2 электродами, расположенными под углом 40-60°.

Что такое электрическая дуга, как она возникает и где применяется?
Различают несколько разновидностей сварочной дуги. Виды плазмы в зависимости от состава:

  1. Открытая. Ток протекает в смеси из воздушных газов, паров металла и обмазки.
  2. Закрытая. Дуга находится под флюсом, его пары совместно с частицами металла образуют ионизированную среду.
  3. Состоящая из 1 или нескольких защитных газов.

Используются электроды из следующих материалов:

  • вольфрама;
  • графита (угольные);
  • стали с обмазкой из ионизирующих веществ (плавящиеся).

Дуга может быть 3-фазной. Для этого требуются подключение к соответствующей сети и 2 токопроводящих стержня. К каждому из них подсоединяется по фазе, третья — к заготовке.

Полезное применение

Как это ни странно, но физики нашли применение этому электрическому явлению ещё на этапе развития науки об электричестве. Пример тому – лампочка Яблочкова. Она состояла из двух угольных электродов, между которыми зажигалась электрическая дуга.

У этой лампы были два недостатка. Электроды быстро изнашивались (выгорали), а спектр света смещался в ультрафиолетовую зону, что негативно влияло на зрение. По этим причинам дуговые лампы не нашли широкого применения и их быстро вытеснили лампы накаливания, существующие до сегодняшнего дня.

Популярные статьи  Электрический конвектор

Исключение составляют дугоразрядные лампы, а также мощные прожектора, используемые преимущественно в военных целях. Дуговой разряд стал массово применяться на практике с момента изобретения сварочного аппарата. Дуговую сварку применяют для сварки металлов. (см. рис. 5)

Что такое электрическая дуга, как она возникает и где применяется?
Рис. 5. Дуговая сварка

Используя проводимость плазмы, включая в сварочную цепь специальные сварочные электроды, достигают высокой температуры в сосредоточенном пятне. Регулируя сварочный ток, сварщик имеет возможность настроить аппарат на нужную температуру дугового разряда. Для защиты ствола от тепловых потерь, металлические электроды покрыты специальной смесью, обеспечивающей стабильность горения.

Электрическую дугу применяют в доменных печах для плавки металлов. Дуговая плавка удобна тем, что можно регулировать её температуру путём изменения параметров тока.

Наряду с полезным применением, в электротехнике часто приходится бороться с дуговыми разрядами. Не контролированный дуговой разряд может нанести существенный вред на линиях электропередач, в промышленных и бытовых сетях.

Что такое электрическая дуга, как она возникает и где применяется?
Рис. 6. Дуговой разряд на ЛЭП

Потенциальная травмы человека от вспышки электрической дуги

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

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

Борьба с электрической дугой

В ряде устройств явление электрической дуги является вредным. Это, в первую очередь, контактные коммутационные устройства, используемые в электроснабжении и электроприводе: высоковольтные выключатели, автоматические выключатели, контакторы, секционные изоляторы на контактной сети электрифицированных железных дорог и городского электротранспорта. При отключении нагрузок вышеуказанными аппаратами, между размыкающимися контактами возникает дуга.

Механизм возникновения дуги в данном случае следующий:

  • Уменьшение контактного давления — количество контактных точек уменьшается, растёт сопротивление в контактном узле;
  • Начало расхождения контактов — образование «мостиков» из расплавленного металла контактов (в местах последних контактных точек);
  • Разрыв и испарение «мостиков» из расплавленного металла;
  • Образование электрической дуги в парах металла (что способствует большей ионизации контактного промежутка и трудности при гашении дуги);
  • Устойчивое горение дуги с быстрым выгоранием контактов.

Для минимального повреждения контактов необходимо погасить дугу в минимальное время, прилагая все усилия по недопущению нахождения дуги на одном месте (при движении дуги, теплота выделяющаяся в ней будет равномерно распределяться по телу контакта).

Для выполнения вышеуказанных требований применяются следующие методы борьбы с дугой:

  • охлаждение дуги потоком охлаждающей среды — жидкости (масляный выключатель); газа — (воздушный выключатель, автогазовый выключатель, масляный выключатель, элегазовый выключатель), причём поток охлаждающей среды может проходить как вдоль ствола дуги (продольное гашение), так и поперёк (поперечное гашение); иногда применяется продольно-поперечное гашение;
  • использование дугогасящей способности вакуума — известно, что при уменьшении давления газов, окружающих коммутируемые контакты до определённого значения, приводит к эффективному гашению дуги (в связи с отсутствием носителей для образования дуги) вакуумный выключатель.
  • использование более дугостойкого материала контактов;
  • применение материала контактов с более высоким потенциалом ионизации;
  • применение дугогасительных решёток (автоматический выключатель, электромагнитный выключатель). Принцип применения дугогашения на решётках основан на применении эффекта околокатодного падения в дуге (большая часть падения напряжения в дуге — это падение напряжения на катоде; дугогасительная решётка — фактически ряд последовательных контактов для попавшей туда дуги).
  • использование дугогасительных камер — попадая в камеру из дугостойкого материала, например слюдопласта, с узкими, иногда зигзагообразными каналами, дуга растягивается, сжимается и интенсивно охлаждается от соприкосновения со стенками камеры.
  • использование «магнитного дутья» — поскольку дуга сильно ионизирована, то её в первом приближении можно полагать как гибкий проводник с током; создавая специальными электромагнитами (включённых последовательно с дугой) магнитное поле можно создавать движение дуги для равномерного распределения тепла по контакту, так и для загона её в дугогасительную камеру или решётку. В некоторых конструкциях выключателей создаётся радиальное магнитное поле, придающее дуге вращательный момент.
  • шунтирование контактов в момент размыкания силовым полупроводниковым ключом тиристором или симистором, включеным параллельно контактам, после размыкания контактов полупроводниковый ключ отключается в момент перехода напряжения через ноль (гибридный контактор, тирикон).

Причины возникновения

Исходя из определения, можем назвать условия возникновения электрической дуги:

  • наличие разнополярных электродов с большими токами;
  • создание искрового разряда;
  • поддержание напряжения на электродах;
  • обеспечение условий для сохранения температуры ствола.

Искровой разряд возникает в двух случаях: при кратковременном соприкосновении электродов или при приближении к параметрам пробоя. Мощный электрический пробой всегда зажигает ствол.

Пробои часто случаются на высоковольтных ЛЭП. Они могут привести к разрушению изоляторов и к другим негативным последствиям. Длинная электрическая дуга довольно быстро гаснет, но даже за короткое время горения её разрушительная сила огромна.

Дуга имеет склонность к образованию при размыкании контактов. При этом контакты выключателя быстро выгорают, электрическая цепь остаётся замкнутой до момента исчезновения ствола. Это опасно не только для сетей, но и для человека.

Образование, строение и свойства

Сварочная дуга — наиболее яркий представитель электрической дуги. Она представляет собой длительный электрический разряд в плазменной области, которая состоит из смеси элементов защитной среды, а также соединяемого и электродного материалов.

Исходя из этого, электрическая дуга – это разряд между двумя проводниками. Характерный дуговой или арочный изгиб является следствием воздействия газов, которые при повышении температурных параметров имеют вертикальную интеграцию движения.

Благодаря действию нагретого газа, следствием которого является криволинейное искажение параметров разряда, данное физическое явление получило название – дуга.

Управление процессом осуществляется путем изменения электрических характеристик.

Видимый электрический разряд отличается высоким выделением тепловой энергии.

На расположенных ниже рисунках показаны параметры температурного воздействия дуги при аргонодуговой сварке, а также схематическое строение и вольт-амперной характеристики дуги.

Что такое электрическая дуга, как она возникает и где применяется?Картинка 1.Распределние напряжения и напряженности электрического поля в дуге.

Что такое электрическая дуга, как она возникает и где применяется?Картинка 2. а) Вольт-амперная характеристика, б) схематическое строение.

Что такое электрическая дуга, как она возникает и где применяется?Картинка 3. Распределение температуры дуги.

Факторы поддержания дуги между контактами выключателей

К ним относятся:

1. Напряжение электрической дуги, равное разности потенциалов между контактами.

2. Ионизированные частицы между ними.

Принимая это, отметим дополнительно:

  • Когда между контактами имеется небольшой промежуток, даже небольшой разности потенциалов достаточно для поддержания дуги. Одним из способов ее гашения является разделение контактов на такое расстояние, что разность потенциалов становится недостаточной для поддержания дуги. Тем не менее этот метод является практически неосуществимым в высоковольтном оборудовании, где может потребоваться разделение на многие метры.
  • Ионизированные частицы между контактами, как правило, поддерживают дугу. Если ее путь деионизирован, то процесс гашения будет облегчен. Это может быть достигнуто путем охлаждения дуги или удаления ионизированного частиц из пространства между контактами.
  • Есть два способа, посредством которых осуществляется защита от электрической дуги в выключателях:
Популярные статьи  Как сделать трансформатор своими руками?

— метод высокого сопротивления;

— метод нулевого тока.

Определение сварочной дуги

Данное явление представляет собой устойчивый, не ограниченный во времени электрический разряд в среде, образованной воздушными или защитными газами и парами металлов. Она обладает проводимостью только в ионизированном состоянии, иными словами, когда в ней имеются частицы с положительным или отрицательным знаком. Пребывающий в таких условиях газ называют плазмой. Носителями отрицательного заряда выступают электроны, положительного — лишенные их атомы или молекулы.

Таким образом, определение сварочной дуги может звучать и так: это длительный электрический разряд в плазме, состоящей из воздушных или защитных газов и металлических паров.

Главное свойство данного явления заключается в выделении большого количества теплоты, что всегда наблюдается при протекании тока. Оно вызывает расплавление металла.

При прямой и обратной полярности

Сварка постоянным током может выполняться 1 из 2 способов:

  1. «Плюс» подключают к заготовке, т.е. она становится анодом. Такую полярность называют прямой.
  2. К заготовке подключают «минус», так что она становится катодом. Это обратная полярность.

Что такое электрическая дуга, как она возникает и где применяется?
Сварка постоянным током может выполняться различными способами.

При сварке тугоплавким электродом анодное пятно горячее катодного, поэтому первый способ используют для соединения деталей средней или большой толщины. Сильный нагрев обеспечивает глубокий провар и, как следствие, высокую прочность шва.

Подключение с обратной полярностью используется для соединения тонкостенных заготовок. В противном случае они прогорят.

Саморегулирование дуги

При возникновении внешнего возмещения — изменения напряжения сети, скорости подачи проволоки и др. возникает нарушение в установившемся равновесии между скоростью подачи и скоростью плавления. При увеличении длины дуги в цепи уменьшаются сварочный ток и скорость плавления электродной проволоки, а скорость подачи, оставаясь постоянной, становится больше скорости плавления, что приводит к восстановлению длины дуги. При уменьшении длины дуги скорость плавления проволоки становится больше скорости подачи, это приводит к восстановлению нормальной длины дуги.

На эффективность процесса саморегулирования дуги значительно влияет форма вольт-амперной характеристики источника питания. Большое быстродействие колебания длины дуги отрабатывается автоматически при жестких ВАХ цепи.

Тепловое воздействие и аварийный режим работы ламп накаливания

Что такое электрическая дуга, как она возникает и где применяется?

Устройство лампы накаливания

Основными причинами возникновения пожаров от электрических ламп накаливания являются:

  • непосредственное соприкосновение горючих материалов с нагретой колбой лампы;
  • воздействие теплового излучения лампы на горючие материалы;
  • вылет раскаленных капель спирали, образовавшихся под воздействием дуги между электродами или одним из электродов и обгоревшей нитью накаливания;
  • попадание нагретых частиц спирали на горючие материалы в результате взрыва колбы лампы накаливания.

Возникновение пожаров от ламп накаливания может быть обусловлено:

  • нарушением правил эксплуатации ламп накаливания, например, использованием их в пожароопасных помещениях без защитных стеклянных колпаков;
  • несоблюдение минимально допустимых расстояний от ламп накаливания до легковоспламеняющихся и горючих материалов, использование бумажных абажуров и др.;
  • некачественным энергоснабжением (резкими колебаниями напряжения в электрической сети, что может повлечь к возникновению дуги или взрыву колбы).

Степень нагрева колб электрических ламп накаливания зависит от расстояния от нити накала до колбы и от мощности лампы. При этом лампы меньшей мощности с малым размером колб могут иметь более высокую температуру на поверхности колб, чем более мощные лампы больших размеров. У изготавливаемых промышленностью ламп накаливания мощностью от 40 до 100 Вт в условиях нормальной эксплуатации температура на поверхности колб находится в пределах 125-240 °С. Но при условии аккумуляции тепла (например, соприкосновения с какими-либо материалами) она может повышаться на несколько сот градусов и привести к воспламенению горючих материалов. Так, например, лампа накаливания мощностью 100 Вт, обернутая хлопчатобумажной тканью уже через 5 мин. может иметь температуру на поверхности колбы 350 °С и привести к загоранию ткани.

Проведенные исследования показали, что хлопок, вата и изделия, изготовленные на их основе, находящиеся на расстоянии до 30 мм от колбы лампы накаливания, способны воспламениться в течение одного часа.

Аварийный режим в лампах накаливания и как следственно разрыв колб, возникновение дуги, оплавление электродов и проплавление каплями расплавленного металла колб ламп возможен при значительном повышении напряжения в электрической сети, а также вследствие низкого качества ламп накаливания (конструктивных и технологических факторов, например плохого контакта в месте подсоединения вольфрамовой нити накала к никелевому электроду).

При разрушении колбы лампы накаливания возможно выпадение раскаленных частиц спирали и попадание их на горючие материалы. При образовании внутри колбы лампы накаливания электрической дуги попадание раскаленных частиц металла на горючие материалы возможно не только при разрушении колбы лампы, но и при проплавлении ее расплавленными частицами металла. Исследования показали, что при оплавлении никелевых электродов капли металла в 50% случаев проплавляют колбу лампы накаливания, оставляя отверстия диаметром от 1 до 3 мм. Раскаленные капли никеля при выходе из колбы лампы накаливания в атмосферу взрываются, образуя поток, состоящий примерно из 4000 частиц. Температура частиц никеля размером от 0,5 до 3 мм находится в диапазоне 1500-2200 °C, что представляет их высокую пожароопасность.

Знак поражения электрическим током или электрометка

Электрометка – участки омертвления тканей в местах входа и выхода электрического тока. Возникают вследствие перехода электрической энергии в тепловую.
Форма Цвет Характерные признаки Фото
Округлая или овальная, но может быть и линейной. Часто по краям поврежденной кожи есть валикообразное возвышение, при этом середина метки кажется немного запавшей. Иногда возможно отслоение верхнего слоя кожи в виде пузырей, но без жидкости внутри, в отличие от термических ожогов. Обычно светлее окружающей ткани – бледно- желтый или серовато-белый. Полная безболезненность меток, из-за поражения нервных окончаний. Отложение частиц металла проводника на коже (медь — сине-зеленый цвет, железо- коричнеый и т.д.). При воздействии тока низкого напряжения частицы метала расположены на поверхности кожи, а при токе высокого напряжения распространяются вглубь кожи. Волосы в области меток спиралевидно закручиваются, сохраняя свою структуру.
Электроожоги, не всегда ограничиваются метками на коже. Довольно часто возникают повреждения глубжележащих тканей: мышц, сухожилий, костей. Иногда очаги поражения располагаются под внешне здоровой кожей.
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Денис Серебряков/ автор статьи
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: