Электрическая дуга

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Электрическая дуга в воздухе

Электрическая дуга — физическое явление, один из видов электрического разряда в газе. Синонимы: Вольтова дуга, Дуговой разряд.

Впервые была описана в 1802 году русским ученым В. В. Петровым. 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.

Фактически дуга появляется следующим образом:

Электроны, двигаясь от отрицательного полюса к положительному, проходят через переход между электрическими контактами образуя электрическую цепь. При разведении электрических контактов (например, при отключении цепи) электроны, имеющие колоссальную скорость движения, не могут остановиться и вылетают из электрического контакта, соединённого с отрицательным полюсом. Затем они пересекают газовую (воздушную) прослойку, образовавшуюся между электрическими контактами, и, достигнув контакта, соединённого с положительным полюсом, продолжают своё движение к положительному полюсу тем самым сохраняя электрическую цепь. Газовая прослойка, образованная разведением электрических контактов и находящаяся между этими контактами, по сути своей является диэлектриком. Как следствие, прохождение через неё электронов равносильно появлению в цепи хрупкого сопротивления, которое быстро нагревается до температуры испарения металлов. Это приводит к ионизации окружающего газа и созданию своеобразного плазменного тоннеля, имеющего гораздо меньшее сопротивление, чем изначальная воздушная прослойка, и как следствие — к росту проводимости электрической дуги.

Электрическая дуга перегревает электрические контакты, провоцируя их плавление и быстрый износ за счёт испарения и окисления в окружающей среде. 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 маслянных выключателей, а также методы отвода тока на временную нагрузку, самостоятельно останавливающую электрическую цепь без разрыва последней.

Электрическая дуга используется при электросварке металлов.

[править] Защита от электрической дуги

Электротравмы традиционно лидируют в статистике травматизма на производстве, составляя до 10% от общего числа и более 50% травм со смертельным исходом. Особое место занимают травмы от электрической дуги. Её появление сопровождается мгновенным разогревом воздуха до температуры 7000-10000°С, при которой плавится и испаряется металл. Человек может выжить при температуре 10000 °С, если будет надёжно защищён. В настоящее время существует несколько видов материалов, способных защитить человека от воздействия электрической дуги и сохранить ему жизнь. Это спецкостюмы из тканей на основе волокна Nomex®, из хлопка с обработкой Proban® и на основе волокна Modacrylic®.