|
| |
|
Слаботочка Книги гибов позволяют в 2-3 раза повысить фактическую стойкость предохранителей к циклической нагрузке, хотя по расчету податливость в этом случае должна снизиться. Подобный эксперимент при низкой плотности упаковки наполнителя показал относительное повышение циклической-стойкости предохранителей на 20-30 %. Это означает, что-применение изгибов небольшой амплитуды достаточно эффективно при плотно упакованном наполнителе. Уменьшение податливости плавких элементов, обусловленное сниженной амплитудой изгибов, можно компенсировать использованием нескольких последовательно соединенных изгибов между смежными рядами сериесных перешейков. Коммутационные испытания предохранителей с достаточным запасом по длине плавкого элемента показали, что низкая плотность наполнителя приводит к повышению номинального тока на 5--15%, снижению максимального напряжения на дуге на 10-20 %., увеличению преддугового и суммарного джоулевых интегралов на 15-30 % и повышению энергии дуги на 20-40 %- Эти данные относятся к случаям, когда разность в содержании наполнителя при различной степени уплотнения не превышала 10 %•• При отсутствии запаса по длине плавкого элемента в предохранителях с низкой степенью уплотнения наблюдались взрывы при отключении тока КЗ. Предохранители с высокой степенью уплотнения наполнителя в этом случае обеспечивали нормальное отключение тока КЗ. При выборе оптимальной геометрии и числа изгибов плавкого элемента, необходимо учитывать плотность уплотнения наполнителя.. 3) Совместное использование системы «твердого» наполнителя и изогнутых плавких элементов приводит к повышению циклической стойкости в 50-100 раз по сравнению-со случаем выбрационного уплотнения наполнителя. Более того, использование твердого наполнителя при низкой плотности упаковки позволяет устранить возможность взрыва предохранителя от тока КЗ. Вместе с тем применение плоских плавких элементов совместно с системой твердого наполнителя не изменяет циклическую стойкость предохранителей по сравнению со случаем использования высокой степени уплотнения сыпучего наполнителя. При невысокой плотности наполнителя (ручной, слабой вибрационной) использование твердого наполнителя улучшает защитные характеристики предохранителя даже при плоских плавких элементах, доводя их до уровня, соответствующего очень высокой степени уплотнения. 12--6178 177 Эффективность совместного применения «твердого» на-шолнителя и изогнутых плавких элементов в значительной степени объясняется как улучшенным теплоотводом и равномерным распределением тока в перешейках, так и спецификой расположения перешейков и изогнутых участков в прочной структуре, препятствующей их разрыву. В ходе экспериментальных исследований, в частности, найдено предельное с точки зрения дугогашения расстояние между смежными ветвями изогнутых участков плавкого элемента, -составившее 1 мм. В этом случае дуга горит вдоль изогнутого участка плавкого элемента и сквозной пробой между смежными ветвями перешейков не возникает. Отсутствие •сквозного пробоя при таком малом расстоянии, несмотря иа то что плазма дуги проникает в наполнитель, как правило, на глубину 2-3 мм, сопровождается сильной асимметрией выгорания параллельно соединенных плавких элементов и некоторым снижением напряжения на дуге. Эти явления исчезают при увеличении расстояния между смеж--ными ветвями изогнутых участков до 2 мм. В заключение укажем, что при применении оптимально изогнутых ллавких элементов: а) уменьшаются габаритные размеры предохранителя; б) интенсифицируется процесс дугогашения, что способст1вует .снижению энергии дуги и интеграла отключения и обеспечению селективности; в) облегчается и ускоряется процесс равномерной засыпки наполнителя; г) облегчаются условия работы плавких элементов из жестких и чувствительных к коррозии материалов, например из меди. Помимо перечисленных преимуществ использование изогнутых плавких элементов совместно с твердым наполнителем обеспечивает дополнительную изоляцию элементов от внешней среды, что предотвращает их -коррозию, и устраняет утечку наполнителя, что повышает надежность работы предохранителей. Описанные достоинства изогнутых плавких элементов реализуются -только при расположении областей уменьшенного сечения перешейков на плоском участке у оснований изгибов или в непосредственной близости от них, как это предполагалось уже в самой постановке теоретической задачи. Отход от этого условия вызывает резкое снижение циклической стойкости предохранителя. Это подтверждается и экспериментальными исследсжаниями плавких элементов с изгибами различных типов, отличающихся от описанных выше, в том числе так называемого «волнового» типа, в которых перешейки располагались посредине плоского участка, смещенного относительно горизонтальной оси, а также образцов предохранителей некоторых зарубежных фирм, в которых плавкие перешейки расположены в вершинах углов Z-образного плавкого элемента. 5.4. Методы математического описания режимов работы предохранителей Общие положения. При установлении основных закономерностей, действующих в объекте, первичными всегда являются результаты наблюдений и эксперимента, которые представляют собой отрравной. пункт к модели и от нее к практике. Построение модели по результатам наблюдений представляет собой формализацию, связанную со сжатием полученной информации об объекте и необходимую для определения основных связей и закономерностей, присущих исследуемому объекту. Абстрактная модель, базирующаяся на формализации наблюдений, есть наиболее удобный и компактный вид представления явления с целью накопления, передачи и хранения информации. Разнообразие явлений и целей их изучения привело к появлению-многочисленных подходов и языков для осуществления процесса формализации и построения моделей. На начальной стадии изучения явления основным инструментом формализации было феноменологическое (содержательное) описание явления. Математические модели появились на более высоком уровне абстракции реального процесса, которая реализовывалась в виде математических терминов или системы математических соотношений, построенных таким образом, чтобы их анализ обеспечивал возможность проникновения в сущность изучаемого явления. В основе процесса построения и анализа математических соотношений положен тезис об идентичности формы и однозначности-соотношении между параметрами оригинала и модели. Построение модели всегда связано с компромиссом. Чтобы с помощью модели-можно было получить имеющие смысл результаты, она должна быть достаточно детальной и сложной. В то же время она должна быть достаточной простой, чтобы можно было получить решение при реально действующих ограничениях. Кроме того, для одного и того же-объекта в зависимости от конкретных требований практики и типа решаемой задачи может быть построен ряд моделей, осуществлена формализация различных функций объекта и внешних воздействий на объект, обслуживающих конкретные потребности. Функции математических моделей тепловых, электродуговых и других процессов целесообразно классифицировать по виду решаемых с их помощью задач идентификации и оптимизации. Задача идентификации предполагает установление качественных И количественных взаимосвязей между параметрами объекта и среды на-основе использования известной математической модели или в процессе построения некоторой оптимальной в узком смысле слова (например, точной, экономичной) модели посредством реализации входных и выходных сигналов на исследуемом объекте. Цель идентификации (определения характеристик) объекта заключается в получении структуры и оценке параметров модели, адекватно отражающей основные закономерности протекающих в нем процессов. В ряде случаев попытки- 12* 179» 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 |