Contatos de campo magnético axial: Por que os disjuntores de alta tensão favorecem esta estrutura

O momento umdisjuntor de alta tensãose abre, um arco composto por vapor metálico atingindo temperaturas de mais de dez mil graus se forma entre os contatos. Se este arco ficar descontrolado, ele pode queimar buracos profundos nas superfícies de contato ou até mesmo soldá-las. A força dos contatos do campo magnético axial (AMF) reside na sua capacidade de forçar o arco a se dispersar uniformemente, em vez de se concentrar em um ponto.

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Fazendo o arco “espalhar” em vez de “agrupá-lo”

Um campo magnético axial é aplicado ao longo do eixo dos contatos. Partículas carregadas dentro do arco se movem em trajetórias helicoidais, distribuindo energia uniformemente por toda a face de contato. Em vez de permanecer ancorada em um único ponto, a raiz do arco se move rapidamente através da superfície de contato. Em contraste, os contatos do campo magnético transversal (TMF) dependem da força de Lorentz para conduzir o arco em um movimento circular; embora isso gere um movimento significativo, o arco permanece relativamente concentrado, dificultando a mitigação do risco de manchas anódicas. Os contatos AMF adotam uma abordagem diferente: em vez de priorizar a velocidade do arco, eles garantem que o arco permaneça espalhado, minimizando assim a ablação.

Quanto maior a tensão, mais vantajoso se torna o AMF

Os interruptores a vácuo de alta tensão requerem grandes intervalos de contato e devem suportar altas tensões de recuperação. Grandes lacunas muitas vezes enfraquecem o controle do campo magnético sobre o arco. Os contatos AMF possuem uma vantagem inerente aqui: o número de voltas da bobina pode ser aumentado e os ângulos das ranhuras dos contatos em forma de copo podem ser ajustados para compensar os ajustes de atenuação do campo magnético que são estruturalmente difíceis de conseguir com os contatos TMF. No entanto, os contactos da AMF não apresentam desvantagens; o caminho condutor é mais longo, resultando em maior resistência de fechamento e impactando potencialmente a capacidade de transporte de corrente. A solução de engenharia é um projeto de circuito duplo: a corrente flui através da haste condutora principal durante o fechamento e é comutada para a bobina AMF somente no momento da abertura para extinguir o arco que separa efetivamente as duas funções.

Embora os contatos AMF tenham limitações, no contexto da interrupção de alta tensão, o equilíbrio que atingem entre a precisão do controle do arco e a longevidade do contato os torna uma escolha mais vantajosa do que os contatos TMF.