Estudio experimental sobre el comportamiento de deflexión de arcos de vacío bajo la influencia de un campo magnético transversal externo

En sistemas de potencia reales, cuando ocurre una falla por cortocircuito trifásico, el arco de vacío en una fase se verá influenciado por el campo magnético transversal generado por las fases adyacentes y las barras colectoras. Este tipo de efecto es la causa principal del arco inestable y de la erosión desviada de las placas de contacto, lo que conduce a la falla en la interrupción de los disyuntores de vacío. El objetivo de este artículo es comprender mejor la influencia del campo magnético transversal externo (ETMF) en el comportamiento del arco de vacío. Los experimentos se realizaron en una cámara de vacío desmontable con una presión de aproximadamente 10 -4 Pa. Se utilizaron contactos de campo magnético axial de tipo copa, cuyo material era cobre puro y el diámetro de 35 mm. El ETMF uniforme en la región del arco fue generado por dos imanes permanentes en bloque paralelos. Los experimentos se llevaron a cabo bajo diferentes ETMF (0, 15 y 25 mT) y niveles de corriente (1-, 2.5- y 4-kA rms) con diferentes distancias de separación (6, 8.5 y 11 mm). Los videos de la columna de arco se registraron mediante una cámara de dispositivo de carga acoplada de alta velocidad. Bajo la acción del ETMF, el arco de vacío se desvió. Debido al movimiento retrógrado de los puntos catódicos y a la fuerza de Ampere que actúa sobre la columna de arco, los comportamientos de deflexión durante tres periodos típicos (es decir, inicial, de valor pico y cercano al cruce por cero de la corriente) fueron diferentes. Además, el nivel de deflexión del arco de vacío en el momento del valor pico de corriente se vio fuertemente afectado por el ETMF y la distancia de separación. Cuanto mayores fueron el ETMF y la distancia de separación, mayor fue el nivel de deflexión en el momento del valor pico de corriente. Los resultados de la simulación de la deflexión del arco basados en el modelo magnetohidrodinámico concordaron con las tendencias de los resultados experimentales.