- •Электрические аппараты содержание
- •12Высоковольтные аппараты -59
- •14Бесконтактные элементы- 113
- •Введение
- •Требования, предъявляемые к электрическим аппаратам
- •Электродинамические усилия
- •Методы расчета эду
- •6.. Усилия при наличии ферромагнитных частей( силы втягивания дуги в стальную решётку)
- •Расчёт электродинамической стойкости проводится для проводников средней фазы, на которые действуют наибольшие значения эду.
- •Механический резонанс
- •Нагрев электрических аппаратов
- •Активные потери энергии в аппаратах
- •А)продолжительный режим работы
- •Г)Нагрев при кз
- •Требования, предъявляемые к материалам
- •Материалы для контактов
- •Твёрдометаллические контакты
- •Жидкометаллические контакты
- •Электрические контакты
- •Переходное сопротивление контакта
- •Основные конструкции контактов
- •1.Разборные и неразборные
- •2.Коммутирующие контакты.
- •Герметичные контакты.
- •Параметры контактных конструкций
- •Износ контактов:
- •Условия гашения дуги
- •Способы гашения дуги
- •3.В магнитном поле:
- •5. Охлаждение межконтактного промежутка
- •2)Гашение в продольных щелях
- •3) Перемещение дуги под воздействием магнитного поля.
- •6) Гашение электрической дуги в потоке сжатого газа.
- •Электромагнитные механизмы
- •1)Сила тяги электромагнита постоянного тока.
- •Системы Поляризованные электромагнитные системы
- •Магнитоэлектрические системы
- •Индукционные системы
- •Высоковольтные аппараты ру
- •Предохранители в.Н.
- •Высоковольтные выключатели
- •Токоограничивающие реакторы
- •Разрядники
- •Трансформаторы тока
- •Трансформаторы напряжения
- •Силовое и осветительное оборудование до 1000 в
- •Аппараты низкого напряжения
- •1.Неавтоматические выключатели
- •О днополюсный рубильник с одним разрывом надежно работает в цепи с напряжением
- •Командоаппараты
- •Контакторы электромагнитные
- •Схемы движущиеся во взаимно перпендикулярных плоскостях прямоходовые или поворотные приводят к снижению степени взаимного влияния ударов в каждой из систем.
- •Магнитный пускатель-
- •2.Аппараты защиты Предохранители
- •Автоматические выключатели
- •Контактные реле
- •Электромагнитные реле
- •Поляризованные реле
- •1.Реле защиты Эл тепловые реле- для защиты от небольших перегрузок по току -30%
- •2Реле управления
- •3Реле автоматики и электросвязи
- •Герконовые реле
- •Бесконтактные элементы
- •1 .Усилители
- •1.1Магнитные усилители—
- •Физические основы работы магнитных усилителей
- •Магнитные усилители с обратной связью
- •Магнитные усилители специального назначения
- •Быстродействующие магнитные усилители
- •Операционные магнитные усилители
- •Трехфазные магнитные усилители
- •Идеальный магнитный усилитель
- •1.2Электронные и транзисторные усилители
- •2.Бесконтактные реле
- •Логические элементы
- •Комплектные устройства
- •Кру высокого напряжения
6.. Усилия при наличии ферромагнитных частей( силы втягивания дуги в стальную решётку)
П ри приближении проводника с током к ферромагнитной магнитная проводимость, а следовательно, и магнитный поток увеличиваются, Электромагнитная энергия системы возрастает. На проводник действует усилие, притягивающее его к стенке.
Аналогичные силы возникают между эл дугой и ферромагнитными пластинчатыми дугогасительными решётками. Эти силы затягивают дугу на пластины, что обеспечивает её гашение за счёт интенсивного отвода тепла в пластины
7.Витки в катушке
п ритягиваются друг к другу, т к идут в одном направлении, поэтому катушка сжимается и разбухает в стороны, а не разрывается. ЭДУ в катушке стремятся сжать катушку по высоте и увеличить её средний диаметр
В катушках аппаратов, кроме сил, действующих внутри каждого витка, будут существовать электродинамические силы между витками.
Между витками с разными направлениями токов усилие Р направлено так, чтобы отбросить витки друг от друга, т.к. потокосцепление увеличивается с ростом расстояния между ними. Если токи текут в одинаковом направлении, то витки притягиваются.
8.Между взаимно перпендикулярными проводниками
Кроме ЭДУ от левого и правого проводника создаётся изгибающий момент за счёт усилия, возникающего в месте перехода тока
9 .Сила, действующая в контуре, в кольцевом витке будет направлена таким образом, чтобы индуктивность, потокосцепление и поток при деформации контура под действием этой силы возрастали. В этом случае ЭДУ действует по радиусу, растягивая контур, тк при этом индуктивность, потокосцепление и магнитный поток возрастают
ЭДУ при переменном токе в однофазной сети.
ЗависимостьЭДУ от тока Р = к ·i1· i2
если i1= i2 , то Р = к ·i12
где к-коэф контура
Пусть ток в проводнике и токоведущих частях не имеет апериодической составляющей и изменяется по закону
i = Im sin ωt
где Im — амплитудное значение тока; ω — угловая частота.
При одинаковом направлении тока проводники притягиваются с усилием
Р = (Pm / 2) - (Pm / 2) cos 2 ωt
При отрицательных значениях получим силу, отталкивающую проводник 1 от двух других. Т.е. сила меняется с частотой, в два раза большей частоты тока.
Т аким образом, усилие имеет постоянную составляющую Рm /2 и переменную составляющую двойной частоты (Pm/2)cos2wt
Среднее значение усилия за период Рср = c Iм2
c = 10-7 k
где Iм - действующее значение тока
Таким образом, в однофазной системе, среднее значение ЭДУ пропорционально квадрату действующего значения тока, произведение токов взаимодействующих проводников не меняет знака, поэтому изменение усилия во времени при переменном токе в однофазной цепи (рис) происходит без изменения своего знака.
При переменном токе значение ЭДУ оказывается в 2 раза большим, чем при постоянном.
ЭДУ при переменном токе в трёхфазной сети
В трёхфазной сети при отсутствии апериодической составляющей токи сдвинуты по фазе на 1200
Рассмотрим силы, действующие между параллельными проводниками.
При переменном токе i1 = Im sinωt= √2 Im sinωt ,
I2 = √2 Im sin(ωt-1200)
I3 = √2 Im sin(ωt-2400)
где Im - амплитудное значение тока;
w - угловая частота
Рассмотрим случай, когда проводники расположены в одной плоскости (рис. 19).
В отличие от однофазного тока при трёхфазном токе с ЭДУ меняется не только во времени , но и по знаку. При положительных значениях sin2ωt и cos2ωt получим силу, притягивающую проводник 1 к двум другим. При отрицательных значениях sin2ωt и cos2ωt получим силу, отталкивающую проводник 1 от двух других.
Силы, действующие на проводники 1 и 3 одинаковы по значению, но разные по направлению Р1= - Р3
На проводник 2 оказывают силовое воздействие 1 и 3. И это силовое воздействие будет максимальным. Таким образом, при расположении проводников в одной плоскости сила, действующая на средний проводник, оказывается большей, чем сила, действующая на крайний проводник
ВОЛ, ЭДУ при переменном токе в трёхфазной сети при наличии при наличии КЗ в цепи
И ногда включение аппарата происходит при наличии КЗ в цепи нагрузки. Если включение происходит в момент времени, когда принужденная составляющая тока i пр= 0,
то свободной составляющей в цепи не возникает и апериодическая составляющая отсутствует (рис. 1.16, а) На этом рисунке е — ЭДС источника;
φ — угол сдвига фаз между ЭДС и током.
Если включение происходит в любой другой момент времени, то возникает свободная апериодическая составляющая, которая в момент t =0 равна и обратна по знаку принужденной составляющей (рис. 1.16,6). Причина возникновения апериодической составляющей — наличие в цепи индуктивности L. Поскольку энергия в индуктивности L i²/ 2 не может меняться скачком, ток в цепи всегда нарастает с нулевого значения. Если при t = 0 ток i опр ≠ 0, то возникает свободный ток i св = - i опр.
Наибольшая апериодическая составляющая появляется при условии t=0 (рис. 1.16,в).
Через время t = π / ω ток в цепи достигает наибольшего значения, которое называется ударным.
i =k уд I m 3
Ударный коэффициент k уд зависит от постоянной времени Т а. Т а = L/R.
Чем больше индуктивность L, и меньше активное сопротивление R тем больше
k уд.
Если имеется апериодическая составляющая , то через время t = π / ω ток в цепи достигает наибольшего значения, которое называется ударным. I = k уд I m пр
Рмах = к · к уд2 ·I2 ,
где к уд2 -ударный коэффициент
Причина возникновения апериодической составляющей —наличие в цепи индуктивности L - поскольку энергия в индуктивности L не может меняться скачком, ток в цепи всегда нарастает с нулевого значения. Если при t = 0 ток i опр ≠ 0, то возникает свободный ток i св = - i опр - апериодический ток обратного направления, величина которого
i a0 = i нo -·I п max
где i нo -мгнов. значение тока нагрузки,
I п max -периодическая составляющ. тока КЗ.
Благодаря инерции магнитного потока не происходит мгновенное значение тока, т е возникает апериодическая составляющая, которая не позволит в начальный момент тока КЗ мгновенно измениться току от i нo до I п max
Г)Электродинамическая стойкость аппаратов.-УСТНО
Механическая прочность элементов конструкции электрических аппаратов зависит от значения ЭДУ, его направления, длительности воздействия и крутизны нарастания. Поэтому расчёты прочности конструкций ведутся по максимальному значению ЭДУ, хотя действует оно кратковременно.
В однофазных установках расчёт ЭДУ ведётся по ударному току КЗ. Если КЗ произошло вблизи генератора, то за расчётное значение берётся амплитуда ударного тока генератора в переходном режиме.
Для трёхфазного аппарата за расчётный ток берётся i =k уд I m 3, , где I m 3- амплитуда периодической составляющей тока трёхфазного КЗ.