Artellie.ru

Дизайн интерьеров
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Аппараты высокого напряжения — Требования по восстанавливающемуся напряжению

Аппараты высокого напряжения — Требования по восстанавливающемуся напряжению

В настоящее время для оценки условий восстановления напряжения принят метод огибающих [2.1].
Сущность его заключается в том, что кривая переходного восстанавливающегося напряжения ПВН заменяется касательной ОВ, проведенной из начала координат, и прямой ВС, параллельной оси времени и проведенной через пик ПВН (рис. 2.3). Кривая ПВН в месте установки выключателя не должна выходить (должна быть не выше) за основную граничную линию ОВС, кроме того, она должна один раз пересечь линию запаздывания и вторично ее не пересекать.

Рис. 2.3. Нормированное ПВН, определяемое двумя параметрами:
1 — огибающая ПВН; 2 — линия задержки

Рис. 2.4. Построение огибающей ПВН:
1— определяемой четырьмя параметрами, 2 — прямая запаздывания

Следует отметить, что с целью запаса при испытаниях создают ПВН, идущее немного выше кривой, заданной ГОСТ. Для особых условий работы должны изготавливаться специальные выключатели, для которых характеристики ПВН, отличающиеся от нормированных, устанавливаются по согласованию с заказчиком. При Uном≤35 кВ кривая ПВН задается двумя параметрами: пиковым напряжением сети Uси временем достижения этого пика tз.
Пик восстанавливающегося напряжения определяется уравнением

где ka— коэффициент амплитуды:

При отключении трехфазной цепи процесс отключения происходит сначала в одном полюсе, а потом в остальных.
В полюсе, отключающемся первым, появляется повышенное напряжение Uc. Это учитывается коэффициентом kп.г. При Uном≤35 кВ kп.г=1,5. При Uном≤110 кВ kп.г=1,3. Ниже приведена зависимость коэффициента ka и времени tз от тока отключения:

Время tз зависит также от напряжения Uном:

Следует отметить, что с уменьшением тока время tз уменьшается. Дело в том, что большие токи КЗ возникают в результате питания точки повреждения через длинные линии с волновым сопротивлением 450 Ом. Эти линии снижают скорость восстановления напряжения (СВН). Малые токи (0,3) возникают за трансформатором, и ПΒΗ формируется параметрами этого трансформатора. В результате СВН возрастает в 6—7 раз.
Линия запаздывания параллельна линии ОВ, и ее параметры определяются следующими соотношениями: td=0,15tз,a U’=1/3Uc. На зажимах выключателя всегда имеется сосредоточенная емкость в виде емкости ошиновки, измерительных АВН и др. Эта емкость способствует снижению СВН на начальном участке кривой ПВН.
При Uном≥110 кВ нормированная характеристика ПВН определяется четырьмя параметрами (рис. 2.4). В этом случае кривая ПВН определяется двумя огибающими. Первая проходит через начало координат и при времени t1 достигает напряжения U1. Вторая огибающая проходит через точку с координатами U1, t1 и достигает значения пикового напряжения Uc в момент времени t2. Параметры такой кривой ПВН даны в [2.1].

СТОЙКОСТЬ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ ПРИ СКВОЗНЫХ ТОКАХ КЗ

Выключатель во включенном положении должен выдерживать токи КЗ, которые называются сквозными. Различают токи термической и электродинамической стойкости.
Ток термической стойкости 1т. Для выключателей Uном≤220 кВ время термической стойкости t= 1-4-3 с, при Uном≥330 кВ t=1-2 с.
Ток электродинамической стойкости Iд=1,8√2Iо,ном. Ток включения Iвкл. ном — ток КЗ, на который может включаться выключатель без повреждений, препятствующих его дальнейшей нормальной работе. Различают действующее значение за один период после начала КЗ Iвкл. ном.д и пиковое значение Iвкл. ном. max· Должно соблюдаться неравенство

Указанный ток Iвкл, ном обеспечивается при давлении сжатого воздуха в пневматическом приводе 85—105 % Uном и напряжении на включающем электромагните 85— 110 % в электромагнитном приводе.
На ток Iвкл. ном. max следует проверить также механическую прочность токоведущей цепи выключателя и контактов.

Читайте так же:
Проходной выключатель с двумя клавишами схема подключения

ВРЕМЯ ДЕЙСТВИЯ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ

Полное время отключения выключателя to— время с момента подачи команды на электромагнит отключения до погасания дуги во всех трех полюсах. В выключателях на большие токи отключения (80—100 кА) применяется двухступенчатое отключение с применением шунтирующих резисторов (см. гл. 3). В этом случае различают полное время отключения большого тока и полное время отключения тока шунтирующих резисторов. Полное время равно сумме собственного времени отключения и времени гашения дуги.
В выключателях с Uном≥330 кВ, где особенно важна малая длительность КЗ, полное время отключения 0,04 с. При Uном=110-220 кВ to=0,04-0,08 с. При Uном<20 кВ to=0,l-0,2 с.
Собственное время включения tвкл — время с момента подачи команды на электромагнит включения до момента замыкания цепи высокого напряжения во всех трех фазах. В выключателях с шунтирующим резистором различают время включения контактов в цепи резисторов и время включения основных контактов.

Высоковольтные выключатели переменного тока — Расчет дугогасителей выключателей

4-3. ЗАДАЧИ РАСЧЕТА ДУГОГАСИТЕЛЕЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ
В современных выключателях переменного тока высокого напряжения дугогасительное устройство (дугогаситель) является главным элементом конструкции, в котором при отключении совершается основной рабочий процесс — электродуговое размыкание электрической дуги.
С работой дугогасителя связан сложный комплекс протекающих в нем физических процессов; к общим, наиболее характерным из них относятся такие:
а) горение электрической дуги при свойственных данному дугогасителю условиях воздействия на нее окружающей среды;
б) изменение величины между контактного промежутка (длина ствола дуги) при горении и гашении дуги;
в) изменение физико-химического состава- и состояния дугогасящей среды в зоне горения дуги;
г) образование потоков газообразных или жидких дугогасящих сред (газа, газопаровой смеси, масла и др.) в рабочих объемах и каналах дугогасителя в отдельные стадии электродугового размыкания;
д) изменение давления, температуры дугогасящей среды, вызываемое в дугогасителе под влиянием внешних воздействий;
с) изменение характеристик магнитного потока внешнего магнитного поля, воздействующего на дугу;
ж) изменение физического состояния остаточного ствола (температуры, „степени ионизации, диаметра поперечного сечения и др.) в околонулевой области тока и нарастание электрической прочности междуконтактного промежутка (см. § 4-1).
Ход и взаимное сочетание отдельных процессов в дугогасителе характеризуют основные его физические свойства, в частности его дугогасящую способность. С другой стороны, физические свойства дугогасителя зависят от принципа его действия, выбранных конструктивных форм и геометрических параметров основных узлов и деталей.
Под параметрами дугогасительного устройства понимают: число, взаимное расположение, геометрическую форму и размеры рабочих каналов, в которых происходит горение и гашение дуги; геометрическую форму и размеры междуконтактного промежутка в момент гашения дуги и число промежутков. К параметрам дугогасителя можно также отнести все основные размеры электромагнитов системы магнитного дутья (если в данном, дугогасителе оно используется).
К основным характеристикам дугогасительных устройств могут быть отнесены: характеристика скорости движения дугогасительных контактов; скорость движения встроенных в дугогаситель клапанов (если они имеются); максимальная величина и характер изменения давления газообразной среды в рабочих объемах, каналах, выхлопных устройствах и др.; характеристики течения потоков дугогасящей среды в зоне гашения дуги в отдельные стадии
электродугового размыкания; скорость растягивания и перемещения ствола дуги под влиянием поперечного магнитного поля (в случае так называемого электромагнитного гашения дуги); изменение* напряжения на дуге и выделяющейся в ней мощности и энергий характеристики и параметры остаточного ствола дуги (электричек екая проводимость, диаметр поперечного сечения, температура и др.) и характеристики нарастания электрической прочности промежутка в околонулевой области тока.
Расчет и конструирование дугогасительного устройства являются одной из наиболее важных задач в проектировании выключателей переменного тока высокого напряжения. В задачу расчета входит определение по заданным исходным данным оптимальных параметров и рабочих характеристик дугогасителя, основанного на том или ином принципе гашения дуги.
Полученные расчетные данные об оптимальных параметрах и характеристиках могут служить основой для детальной разработки конструкции дугогасителя (обычно опытного образца).
Вместе с тем ряд полученных данных, таких, как характеристики движения дугогасительных контактов, расход дугогасящей среды на один цикл отключения (например, сжатого воздуха), данные об изменении давления сжатого воздуха, газа или масла в отдельных объемах и каналах дугогасителя и др., необходимы как исходные данные для расчета и конструирования других узлов конструкции выключателя: приводов, приводных механизмов, резервуаров, газовых трактов, различных клапанов и др. Таким образом, принцип действия, конструктивные формы и физические параметры дугогасителя во многом определяют конструктивные формы и ряд основных размеров выключателя в целом.
Расчет параметров дугогасителя и характеристик протекающих в нем процессов охватывает широкий круг задач механики, теплофизики, теории газового разряда, гидрогазодинамики и др.
Следует — заметить, что перечисленные выше основные физические процессы, наблюдаемые в дугогасителях при отключении, имеют быстропротекающий, резко переходный и в ряде случаев нелинейный характер; в ходе их взаимное влияние многих отдельных факторов может быть чрезвычайно сложным. Поэтому вопросы теории и методы расчета ряда наблюдаемых в дугогасителях процессов развиты пока еще не в такой степени, чтобы можно было всегда находить аналитические решения отдельных задач в виде, количественных соотношений, позволяющих точно рассчитывать параметры и характеристики дугогасителей. Более того, при современном состоянии исследований ряда процессов, например микрокинетических процессов в области остаточного ствола, не всегда представляется возможным дать детальную теоретическую трактовку и обобщения.
В связи с этим построение современных методов расчета процессов при горении и гашении дуги и расчета параметров дугогасителей возможно только при тех или иных принятых упрощающих ; предпосылках, например таких, как:
а) упрощенная физическая картина процесса без учета влияния явно второстепенных факторов;
б) схематизация вида воздействия отдельных факторов;
в) упрощенные геометрические формы моделей рассчитываемых систем;
. г) усреднение физических констант,, параметров, коэффициентов и характеристик отдельных явлений;
д) линеаризация уравнений, относящихся к рассматриваемым процессам, которые в общем случае могут иметь нелинейный характер, и др.
Разумеется, в современных методах расчета дугогасителей большое значение имеет использование обобщенных опытных данных, полученных при исследованиях физических параметров и характеристик электрической дуги и ряда отдельных* сложных процессов, наблюдаемых в дугогасителях, а также данных, полученных- при исследованиях и испытаниях моделей, макетов и промышленных опытных образцов дугогасителей аналогичного типа. Этот вопрос в настоящее время имеет большое значение, поскольку за последние годы благодаря усовершенствованию методов и техники эксперимента подобного рода опытные исследования приобретают все более глубокое научное содержание. Это позволяет не только более детально изучать физическую сущность самих процессов, но также вносить уточнения в методики и результаты приближенных инженерных расчетов дугогасителей.
В настоящее время в области исследования и расчета дугогасителей выключателей переменного тока высокого напряжения определились четыре более или менее самостоятельные проблемы:
а) исследование и расчет физических параметров и характеристик электрической дуги;
б) исследование параметров и характеристик остаточного ствола в процессе его разрушения в околонулевой области тока и восстановления электрической прочности дугогасительного промежутка;
в) исследование теплофизических, газодинамических и других процессов в дугогасителе при электродуговом размыкании;
г) исследование восстанавливающегося напряжения на дугогасительном промежутке после перехода тока через нуль.
Научное содержание этих проблем должно служить основой для создания современных инженерных методов расчета дугогасителей.
4-4. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ДУГОГАСИТЕЛЬНЫМ УСТРОЙСТВАМ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ИХ РАСЧЕТА
На основании общих требований, предъявляемых к выключателям (ГОСТ и др.), и опыта исследований и эксплуатации можно сформулировать следующие общие требования к дугогасителям.
1. Дугогаситель должен надежно гасить электрическую дугу при заданном номинальном напряжении и заданных сетевых условиях восстановления напряжения, при отключении заданных
предельных максимальных токов (достигающих иногда по величине сотен тысяч ампер) в заданных пределах времени и циклах операции.
Должен надежно и быстро, без повторных зажиганий и без появления в отключаемой цепи чрезмерных коммутационных перенапряжений гасить дугу при отключении номинальных токов нагрузки, емкостных токов ненагруженных линий и индуктивных токов незагруженных трансформаторов.
Должен стабильно работать без изменения начальных основных характеристик в течение заданного эксплуатационного периода или в пределах заданного числа операций.
Контактная система дугогасителя должна быть простой, надежной в работе, высокоизносостойкой и легкодоступной для осмотра и замены изношенных частей.
Элементы конструкции дугогасителя (корпус камеры, дугогасительные перегородки, сопла, элементы механизмов контактных систем и др.) должны обладать достаточной механической прочностью и надежностью при длительной эксплуатации.
Конструкция дугогасителя в целом должна быть простой, надежной в работе, технологичной в производстве и удобной в эксплуатации.
7Г Расход дугогасящей среды (масла, сжатого воздуха или газа), необходимой для выполнения операции отключения в заданном цикле, должен быть минимальным.
8. Конструкция и номинальные данные дугогасителя должны отвечать требованиям рациональной компоновки конструкции выключателя или серии выключателей на различные классы номинального напряжения.
. Наряду с указанными общими требованиями к дугогасителям выключателей может предъявляться, ряд специальных требований, например: надежная работа дугогасителя в условиях очень большого числа частых включений и отключений номинальных токов нагрузки (дугогасители выключателей для электропечных установок высокого напряжения), взрывобезопасность и др.
Основными исходными данными для расчета и конструирования дугогасителей являются:
а) выбранный тип дугогасителя, род и свойства исходной дугогасящей среды;
б) схема конструкции устройства;
в) номинальное напряжение, относящееся ко всем последовательно включенным между собой междуконтактным промежуткам дугогасителей полюса выключателя,, и предполагаемое (или заранее рассчитанное) распределение напряжения по отдельным дугогасительным промежуткам;
г) величина номинального тока отключения, номинальная мощность отключения и предельная максимальная величина тока отключения;
д) характеристики восстанавливающегося напряжения (стандартные или специальные);
е) время гашения дуги и заданный цикл операций;
ж) номинальный ток длительной нагрузки контактной системы дугогасителя;
з) сквозной ток короткого замыкания и ток включения на к. з.;
и) исходное давление воздуха (газа) в резервуаре (камере) и в рабочих газопроводах;
к) предполагаемый способ размещения и способ электрической изоляции дугогасителя (или комплекта дугогасителей) в конструкции выключателя (серии выключателей, если проектируется модульный дугогасительный элемент).
Исходные данные для разработки дугогасителей устанавливаются на основании технических условий на проектируемый выключатель (серию выключателей), отвечающих требованиям ГОСТ и ряду специальных требований (если они имеются).

Читайте так же:
Схема подключения резервного выключателя

Расчет текущей нагрузки для выключателя?

Этот SPST-переключатель помечен на коробке как «Номинальный 10A при 125 В или 6 А при 250 В».

Есть ли расчет относительно силы тока, которую он будет обрабатывать при 12 В постоянного тока?

введите описание изображения здесь

(обновление) Как указывает JYelton, наивным предположением будет то, что емкость коммутатора будет простой функцией от тока, подразумевая, что коммутатор будет обрабатывать 100А или около того. Почему это не так?

Чтобы ошибиться в сторону безопасности, прочитайте спецификации следующим образом:

Номинальная чтобы до 10А на до 125VAC или до 6А на до 250В. На самом деле не рассчитан на DC, так что вы по своему усмотрению .

Другими словами, если у вас есть выбор, выберите переключатель с постоянным током, чтобы вы знали, что находитесь в пределах номинальных параметров. Если, однако, это не вариант, читайте дальше .

Некоторые из факторов, которые влияют на рейтинг контактов переключателя:

  1. Напряжение, при котором размыкание контакта не вызовет недопустимого искрения / точечной коррозии
  2. Напряжение, при котором изоляция, обеспечиваемая корпусом выключателя, начинает становиться небезопасной
  3. Ток, при котором контакты не будут перегреваться настолько, чтобы расплавить или повредить корпус
  4. Переменное или постоянное напряжение: переменные сигналы легче ломать, т. Е. Меньше точечных или дуговых контактов, поскольку разность потенциалов падает до нуля дважды за цикл

Таким образом, при использовании для постоянного тока я предпочитаю принимать 10% от максимального номинального напряжения переменного тока, сохраняя номинальный ток таким же, как самый низкий номинальный ток для спецификаций переменного тока.

Для этого конкретного переключателя 6 ампер при 12,5 В постоянного тока не вызовут приступ паранойи.

Чтобы обратиться к обновлению на вопрос:

Тепло, генерируемое внутри коммутатора, является функцией тока, протекающего через него, и суммы его контактного сопротивления и любого другого сопротивления (соединения припоя, образование оксидов и так далее ). Расчет мощности по P = V x I номинальному напряжению переключателя недопустим, поскольку это напряжение не видно на контактах переключателя (за исключением кратковременного возникновения / размыкания контакта).

Читайте так же:
Характеристики категорий автоматических выключателей

Лучше вычисления базис будет P = I ^ 2 х R .

Поскольку мощность, рассеиваемая для данного тока через данное сопротивление, равна для двух токов с одинаковым среднеквадратичным значением, а переменное напряжение обычно выражается как его среднеквадратичное значение, тепло, генерируемое внутри коммутатора, будет одинаковым для случаев переменного и постоянного тока в одном и том же текущий.

Однако сопротивление контактов в течение ожидаемого срока службы переключателя будет увеличиваться, в большей степени для постоянного тока, чем для переменного тока: контакты имеют тенденцию проявлять эффект, похожий на гальваническое / металлическое напыление, когда электричество протекает через них. При использовании переменного тока этот эффект, подобный гальваническим покрытиям, меняется на противоположный в каждом полупериоде, поэтому ухудшение во времени меньше, чем для постоянного тока, где один из контактов будет образовывать осадок.

Другие факторы, повышающие контактное сопротивление, такие как окисление, эффекты, связанные с влажностью и содержащиеся в воздухе загрязнители, номинально равны в случаях переменного и постоянного тока — фактически, переменный ток также незначительно уменьшит такие эффекты.

Последний фактор, о котором следует помнить: образование плазмы во время разрыва контакта может привести к эффекту «точечной сварки», связывающему замкнутые контакты (закороченные); это более распространено в DC, так как AC имеет те два пересечения нуля за цикл, которые ломают дугу.

Для справки вот пример номинальных характеристик для переключателя . Arcolectric 1350 High Inrush Rocker Switch

Пример рейтингов свитча

Это может помочь выбрать правильный переключатель для вашего приложения. («л.с.» относится к лошадиным силам для выключателя двигателя)

Выключатели переменного тока высокого напряжения

Условные обозначения и сокращения в справочных данных. Рекомендации по выбору принципа действия масляного, воздушного, электромагнитного, элегазового и вакуумного выключателей. Сравнение параметров выключателей серии ВБПЭ-10 и ВБМЭ-10 НПП «Элвест».

Подобные документы

Применение выключателей нагрузки — трехполюсных коммутационных аппаратов для напряжения свыше 1 кВ, рассчитанных на отключение рабочего тока. Конструкция вакуумного выключателя нагрузки с магнитной защелкой. Дугогасительные устройства выключателей.

Читайте так же:
Расчеты для выбора высоковольтных выключателей

презентация, добавлен 30.08.2017

Определение назначения выключателей как аппаратов, предназначенных для отключения и включения цепей. Изучение конструкции, описание принципа действия и обзор сферы применения малообъемных масляных выключателей. Конструктивные схемы вакуумных выключателей.

реферат, добавлен 22.05.2012

Изучение устройства, назначения и нормативной коммутационной способности автоматических выключателей переменного и постоянного тока. Характеристика электромагнитных контакторов и пускателей. Схемы неавтоматических пакетных выключателей и переключателей.

реферат, добавлен 03.06.2011

Основное предназначение выключателей высокого напряжения. Особенности и этапы проектирования элегазового выключателя. Рассмотрение технических данных выключателя ВГК-220, сферы применения. Характеристика тепловой модели токоведущей системы аппарата.

курсовая работа, добавлен 04.09.2012

Выбор однолинейной схемы. Расчет мощности подстанции, максимальных рабочих токов, параметров замыкания. Выбор и проверка высоковольтных выключателей, разъединителей, трансформаторов тока и напряжения. Исследование работы быстродействующих выключателей.

курсовая работа, добавлен 08.11.2017

Понятие и устройство, принципы использования элегазовых выключателей для частых коммутационных операций в цепях переменного тока различного напряжения. Метод гашения дуги в выключателе LF-1. Испытание изоляции повышенным напряжением промышленной частоты.

методичка, добавлен 27.05.2014

Часть однолинейной схемы подстанции Ташкентской теплоэлектростанции с высоковольтными воздушными выключателями. Конструктивные особенности высоковольтных воздушных выключателей. Принцип работы пневматического привода выключателей высокого напряжения.

автореферат, добавлен 31.07.2015

Ознакомление с устройством и принципом действия масляных выключателей; определение их достоинств и недостатков. Характеристика особенностей малообъемных и баковых масляных выключателей 110 кВ. Рассмотрение правил эксплуатации высоковольтных механизмов.

реферат, добавлен 09.07.2019

Расчет основных электрических показателей масляного трансформатора. Выбор и проверка высоковольтных выключателей. Методика проверки минимального напряжения срабатывания электромагнитов управления. Характеристика рабочего места работника подстанции.

курсовая работа, добавлен 12.11.2017

Максимальная активная мощность потребителя. Расчет токов короткого замыкания. Расчет максимальных рабочих токов. Назначение высоковольтных выключателей. Выбор и проверка высоковольтных выключателей, разъединителей, трансформаторов тока и напряжения.

голоса
Рейтинг статьи
Читайте так же:
Схема переключателя с концевым выключателем
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector