|
| |
|
Слаботочка Книги толщина перешейка; i{t) -мгновенное значение тока в перешейке; а - нормировочный коэффициент по площади, а-1= (6.15) Справедливость (6.14) может быть проверена, во-первых, умножением его на /г и интегрированием полученного выражения в пределах от -Д до -1-Д, что позволяет получить ток через перешеек i{t), и, во-вторых, определением отношения плотности тока на оси к плотности тока на определенном расстоянии от нее, которое не зависит от ширины перешейка и является постоянным. Разобьем правую половину перешейка на N равных частей; ширина каждой полосы (рис. 6.6) a=alN. (6.16) Нумерацию полос произведем справа налево в порядке их расплавления. Можно показать, что координата середины m-fi полосы будет определяться выражением х,„ = о (/V-f-i-j-o,„=c(/V-b-i-mj. (6.17) где m=l, N. Время расплавления всего перешейка обозначим через Т. Разобьем Т па N отрезков времени: Atm=[im-U tm], (.6.18> где tm-время, к которому расплавилось т полос. Очевидно, что 4=0; <„=7 (6.19) - время, через которое расплавится N полос, т. е. весь перешеек. На основе анализа процесса плавления т-й полосы и после необходимых математических преобразований в [6.8] получены значения коэффициента р, приведенные в табл. 6.2, где [x=/(x) (x=0)-отношение плотности тока в произвольном участке, находящемся на расстоянии Таблица 6.2
X от вертикальной оси, к плотности тока в участке на центральной оси (x=0). Из табл. 6.2 видно, что искажение электрического поля в зоне скачка сечения вызывает снижение константы Мейера в пределах 0,6082-0,9093 в зависимости от геометрии плавкого элемента. Легко показать, что в случае равномерного распределения плотности тока по сечению, когда /(х)-const и [х=1, коэффициент р=1 для любых Л. 6.8. Асимметрия процесса плавления быстродействующих предохранителей В современных быстродействующих предохранителях для улучшения их номинальных параметров по току и напряжению и повышения надежности используется последовательное и параллельное соединение как отдельных перешейков и плавких элементов в одном корпусе, так и целых предохранителей (модулей). На практике в группе параллельно соединенных предохранителей после отключения тока КЗ м(ь жет оказаться один или несколько предохранителей, в которых отсутствуют следы горения дуги и произошло расплавление только перешейков. Аналогичные явления можно наблюдать на отдельных перешейках и плавких элементах в предохранителе с несколькими параллельно соединенными элементами и множеством параллельно соединенных перешейков. В таких случаях интеграл Джоуля, энергия дуги, ток и время дугогашения уменьшаются. Весьма детальные исследования процессов неравномерного расплавления плавких элементов и дугогашения в многоэлементных предохранителях выполнены в [6.9]. Для исследований распределения токов между плавкими элементами во время дугогашения целесообразно использовать специальное макетное устройство, показанное на рис. 6.7, в котором помещались четыре ленточных плавких элемента из серебра. Макет позволял на месте осуществлять вибрационное уплотнение кварцевого песка. Прозрачная крышка макета из неопрена и стекла обращена к высокоскоростной кинокамере на 4000 или 9000 кадров в секунду, находящейся под углом 45° на расстоянии 2-3 м. Кроме средств оптического наблюдения в эксперименте применялся шестиканальный электромагнитный осциллограф, к которому подводился ток каждого из четырех испытуемых элементов и суммарный ток. Плавкие элементы имели конфигурацию, соответствующую форме элементов современных быстродействующих предохранителей. Ширина элемента составляла 6,35, толщина 0,019 мм, сечение перешейка 2,9-10-* мм; в каждом  к испытательной цепи 4 К оси,ил/?огра<р1/ Рис. 6.7. Установка для экспериментальных исследований макетов быстродействующих предохранителей: 7-высокоскоростная кинокамера; 2 -прозрачная защитная крышка; 3-плавкие элементы; 4 - макет, заполненный песком; 5 - шунт; 6 - источник питания элементе было семь последовательных рядов, расстояние между которыми с целью исключения слияния дуг было-выбрано равным 25 мм. Номинальный ток был равным 35 А. Максимальные параметры контура КЗ составляли: напряжение 700 В, ток 3200 А, cos ф<0,3. При малых токах контура (2-н6)/ном предохранитель с несколькими параллельными плавкими элементами отключает ток таким образом, что в период дугогашения в каждый данный момент времени протекание тока имеет место только в одном элементе и каждый элемент выгорает до заданной длины по очереди. Длительность дугового периода в этом случае составляла 10-500 мс. Преддуговое время было 1 мс и выше. Последовательное прохождение тока через каждый из параллельных элементов при этом не сопровождалось видимым наложением параллельных дуг вплоть до их погасания. 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 |
|||||||||||||||||||||||||||||