|
| |
|
Слаботочка Книги ответственно 10, 20 и 40 кА. При этом погрешность расчета в сравнении с экспериментом составляла 50 % и более. В [2.10] наряду с аналитическими методами, аналогичными описанному выше, применен графоаналитический метод, основанный на построении эпюры распределения усилий вдоль проводников. В [2.11] предложена система для измерения сил и перемещений элементов контактного узла с компенсатором электродинамического отброса для селективного автоматического выключателя А4100 с номинальным током 200 А. Нажатие контактных пружин составило 60-80 Н при амплитуде тока до 50 кА. Установлено, что усилия, развиваемые компенсаторами электродинамического отброса контактов, составляют 710-930 Н при токах 35-40 кА; перемещения подвижного контакта при этом не превышали 2 мм. Для расчета электродинамических сил отброса контактов, обусловленных переходом тока из проводника .большого сечения в проводник малого сечения, известное выражение для уточнено в [2.12] применительно к случаю, когда плотность тока в контактном пятне задана в ВИДЕ функциональной зависимости /е=-о(/) от его радиуса г. На основе определения усилия отброса контактов F как производной от энергии дуги по длине контактного пятна получено выражение о "-о dr-I (2.3) где D - диаметр контакта (проводника большого сечения); (ir -относительная магнитная проницаемость среды; d-диаметр контактного пятна; г - радиус контактного пятна; /(г)-плотность тока в контактном пятне. Из анализа (2.3) следует: для уменьшения электродинамической силы отброса контактов -необходимо не только увеличивать число контактных пятен, но и стремиться к тому, чтобы они располагались как можно дальше от оси контактного сечения. Например, при двух параллельных контактах суммарная электродинамическая сила отброса уменьшается более чем вдвое. В [2.13] рассчитываются электродинамические силы при многоточечном контакте. На основе определения электромагнитных полей, возникающих в плоскости контактирования конечным радиусом Ь, имеющей N произвольно расположенных контактных пя- тен радиуса а, выведено общее выражение для электродинамической силы /. а \ (2.4) где - корни функции Бесселя Jo(m) =.i(Xjn) =0; а - радиус контактного пятна; b - радиус цилиндрического контакта; р,г - относительная магнитная проницаемость среды; Но - магнитная постоянная. Расчет по (2.4) показывает, что значение F при многоточечном контакте существенно ниже, чем при точечном. При этом определенную роль играют число контактных пятен, их площадь и расположение. В [2.14] на основе экспериментальных исследований и расчетов выявлены зависимости электродинамических сил от геометрических параметров токоведущих шин. Зависимости установлены для двух шин одинаковых сечений и длины. Погрешность расчета не превышает 5 % при значениях угла между шинами не более 20°, отношении длины шин к расстоянию между ними 3-50 и отношении сечения шин к расстоянию между ними 0,25-3. Интересны результаты теоретических и экспериментальных исследований электродинамических компенсаторов отброса контактов в серийных автоматических выключателях А4100, А3600, А3700, AM, «Электрон» [2.15]. В частности, определены зависимости электродинамической силы от момента включения, параметров контура КЗ (cos ф, т, /к), скорости замыкания контактов и частоты тока. В [2.25] предложен электродинамический привод, основанный на взаимодействии двух катушек с током. Одна из катушек располагается в воздушном зазоре магнитной системы. Вторая катушка располагается на магнитной системе. При этом возможны различные варианты исполнения привода в зависимости от способов создания токов в катушках. Через катушки могут протекать токи сети (нагрузки), разряда конденсатора, от трансформатора тока или источника постоянного напряжения. Для случая последовательного включения обеих катушек в цепь нагрузки и при плоскопараллельном магнитном поле в зазоре получено следующее выражение силы, действующей на подвижную Шину при отсутствии насыщения магнитной системы: f«+4-V (2-5) 4-6178 49  Рис. 2.17. Индукционно-динамический привод выключателя ВАТ-42 где I - длина шины; 6 -воздушный зазор; i - ток; w - число витков катушки. При насыщении магнитной системы возникает неравномерное распределение тока и поля, что приводит к увеличению движущей силы по расчету в 2-6 раз в зависимости от соотношения параметров конструкции. При разработке конкретных технических решений целесообразно использование численных методов (см. гл. 5). Эффективность этих методов тем более значительна, если учесть, что для оптимальной конструкции контактной системы необходима достаточно сложная форма токопроводящих элементов, расчет которых по вышеприведенным выражениям оказывается практически невозможным. Что же касается самого принципа электродинамического взаимодействия, то он технически оказался одним из самых эффективных, а экономически - одним из самых выгодных. Икдукциокко-динамическое взаимодействие. В серийных быстродействующих выключателях ВАТ-42 используется индукционно-динамический привод (ИДП) (рис. 2.17), позволяющий снизить собственное время срабатывания до 2 мс и значительно повысить быстродействие аппарата. В быстродействующих выключателях ВАБ-42 без ИДП собственное время срабатывания составляет 7 мс. ИДП состоит из медного диска /, катушки 2, прокладки 5, тяги 4, гайки 5 и рычага 6. При достижении аварийным током определенного уровня от системы управления в катушку 2 ИДП поступает импульс тока от предварительно заряженной батареи конденсаторов. При этом в диске / индуктируются токи обратного направления. Взаимодействие этих токов с полем катушки приводит к тому, что диск отталкивается от нее и через тягу 4 и рычаг 6 воздействует на подвижный контакт выключателя в направлении, указанном стрелкой А. Принцип индукционно-динамического взаимодействия был применен еще в 1951 г. в механизме быстродействующего выключателя завода ЧКД - Прага (ЧССР). В этом выключателе индукционная катушка питалась главным то- 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 [15] 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 |