|
| |
|
Слаботочка Книги При одинаковой плотности тока в обеих частях сечения модуля (при k=l) это выражение приводится к известному соотношению Мейера [6.2]. При неодинаковой плотности тока суммарный преддуговой интеграл уменьшается, например, до 66 % при k=3. К аналогичному выводу приводят и другие соображения. Если ток распределяется поровну между п одинаковыми параллельно соединенными плавкими перешейками и все перешейки расплавляются одновременно, то суммарный преддуговой интеграл (интеграл плавления) представляется выражением j Mt = CmSV, (6.26) где Si - сечение одного перешейка; п - число перешейков. Таким образом, в этом случае метод расчета интеграла плавления путем суммирования сечений всех перешейков и умножения полученной величины на константу Мейера См действительно справедлив. Если же по тем или иным причинам под воздействием тока предохранителя перешейки последовательно расплавляются по одному вплоть до расплавления всех п параллельно соединенных, то предыдущее выражение необходимо преобразовать к виду edtCiASin. • (6.27) При этом количество параллельных перешейков фигурирует не в квадрате, а в первой степени, что вызывает многократное уменьшение преддугового интеграла. Оба описанных случая являются предельными. Одинаково маловероятно как одновременное расплавление одинаковых по форме, сечению и структуре перешейков, так и последовательное расплавление по одному всех параллельных перешейков. В реальных условиях все п параллельных перешейков в предохранителе могут быть разделены на две (или больше) произвольные группы аир так, что а-{-§=п. Если теперь а- и Р-перешейки будут расплавляться последовательно, например сначала а-группа, а затем р-груп-па, то на основании j Pdt = CmS/ (а= -f fi=) = CmS/ (tf - 2aP) (6.28) 1 кажущееся уменьшение константы Мейера или фактическое снижение интеграла плавления составит W = --"Р . (6.29) Например, если п=36 и а последовательно принимает значения от О до 10, то снижение интеграла плавления в относительных единицах составит соответственно 1,0; 0,946; 0,895; 0,847; 0,802; 0,761; 0,722; 0,686; 0,654; 0,625; 0,598. С увеличением количества параллельно соединенных перешейков вероятность их неодновременного расплавления повышается. Последовательное и параллельное расплавление перешейков плавких элементов, модулей как два типа процессов, требующих различных затрат энергии для достижения одного и того же конечного результата, имеют механическую и электрическую аналогии. Влияние асимметрии можно выразить и через изменение времени плавления. Если модуль состоит из двух равных частей, в одной из которых плотность тока /+Д/, а в другой /-ДУ, то уменьшение времени плавления можно рассчитать по выражению == 1 + Д/ Ниже приведены значения Ло при различных значениях Д/ и Д<о. % AJ Wo, % 0,1/........ 9 0,5/........ 33 0,25/........ 20 1,0/........ 50 Таким образом, вызванная любой физической причиной неравномерность расплавления приводит к уменьшению интеграла плавления и его составляющих - времени и тока плавления. Независимо от причины возникновения асимметрия на дуговой стадии может быть сведена к изменению количества параллельно горящих дуг, т. е. количества параллельно включенных сопротивлений Rp t. Очевидно, что если из п перешейков предохранителя расплавилось только п-а и образовалось п-.а параллельно горящих дуг, каждая из которых имеет эквивалентное сопротивление Ru то суммарное со- Ri Ri противление дуги увеличится и составит---- >-. Это приведет к снижению энергии, потребляемой дугой от питающей сети. Эта компонента энергии дуги при реальных значениях напряжения на дуге может составлять 40-90i% всей энергии, рассеиваемой в дуге. Поэтому увеличение сопротивления дуги (без повышения напряжения на дуге) приводит к снижению и энергии дуги, и джоулева дугового интеграла, и времени дугогашения. Использование асимметрии для практических целей связано с решением ряда сложных вопросов и прежде всего проблемы возврата тока из высокоомной ветви, которая призвана осуществить гашение дуги и отключение цепи, в низкоомную ветвь. Явления такого рода наблюдались при параллельном соединении автоматического выключателя на /ном=400 А и предохранителя на /ком=100 А, а также при испытаниях параллельно соединенных пар предохранителей с соотношением номинальных токов в пределах 1 ; 5-?-1 : 25. Асимметрия, при которой происходит неодновременное срабатывание последовательно соединенных перешейков, плавких элементов или целых предохранителей, оказывает отрицательное влияние на все характеристики предохранителя из-за снижения напряжения на дуге. Глава седьмая ПРОЦЕССЫ РАЗВИТИЯ И ГАШЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ДУГИ В ПРЕДОХРАНИТЕЛЯХ 7.1. Описание стадии дугогашения и эмпирические модели дуги Физические процессы, развивающиеся в быстродействующих предохранителях при отключении тока КЗ, несмотря на кажущуюся простоту, отличаются значительной сложностью. Недостаточный уровень сведений об этих процессах в определенной степени связан с отсутствием специальной и недостаточно эффективным использованием имеющейся аппаратуры, позволяющей анализировать физико-химические и тепломаханические явления, развивающиеся в наполнителе предохранителя при температурах порядка 15-20-105°С, давлениях (1ч-3)-10 Па и длящиеся всего несколько миллисекунд. Тем не менее последние исследования в СССР и за рубежом значительно пополнили объем сведений о явлении дугогашения. Развитие и гашение дуги целесообразно подразделить на две стадии. На первой, продолжающейся несколько десятков микросекунд, происходят нагрев, расплавление н испарение перешейков плавкого элемента под воздействием джоулева тепла. Интенсивное охлаждение образовавшихся при этом электрических дуг, обусловленное достаточно высокой степенью уплотнения наполнителя, вызывает рост напряжения на кнх н формирование так называемого первичного скачка напряжения- 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 |