Поиск по сайту
Начало >> Книги >> Архивы >> Генераторные выключатели и комплексы

Определение сил взаимодействия в розеточных контактах - Генераторные выключатели и комплексы

Оглавление
Генераторные выключатели и комплексы
Назначение и область применения
Основные параметры и характеристики
Классификация
Электрические схемы
Требования
Комплексы аппаратные генераторные
Современный уровень развития
Конструкция масляных генераторных выключателей
Конструкция воздушных генераторных выключателей
Конструкция воздушных генераторных выключателей DR АВВ
Конструкция воздушных генераторных выключателей РК Делль
Конструкция элегазовых генераторных выключателей
Конструкция синхронизированных генераторных выключателей
Аппаратный комплекс КАГ-15,75
Аппаратный комплекс
Включение и отключение комплекса
Аппаратный комплекс НЕК
Дугогасительные устройства и контакты
Контактная система комплекса КАГ-24
Контактная система комплекса КАГ-15
Определение сил взаимодействия в розеточных контактах
Шунтирующие резисторы
Шунтирующие резисторы с металлическими токоведущими элементами
Заземлители
Трансформаторы тока
Приводы выключателей
Перспективы развития
Синхронное отключение токов нагрузки
Комбинированные контактно-полупроводниковые выключатели
Ограничители тока
Список литературы

Ниже приведена методика расчета электродинамических сил возникающих в розеточных контактах.

Определение силы взаимодействия между ламелями розеточного контакта (неподвижный контакт) и свечой (подвижный контакт). Подвижный и неподвижный контакты дугогасительного контура генераторного выключателя во многих случаях представляют собой цилиндрическую свечу 1 и многоламельный розеточный контакт 2 (рис 4-11). При отсутствии тока прижатие ламелей розеточного контакта к свече осуществляется силами контактных пружин, одной или двух на каждую ламель в зависимости от длины ламели (на рис. 4-11 эти пружины не показаны).


Рис. 4-11. К расчету розетки


Сила контактной пружины обычно составляет от 80 до 150 Н. Она обеспечивает при номинальном токе ответвление тока через дугогасительный контур выключателя. Когда по ламелям и свече проходит ток, возникают дополнительные силы, стремящиеся прижать ламель к свече. В зависимости от тока они могут оказаться во много раз больше сил контактных пружин. Эти дополнительные силы возникают вследствие взаимодействия токов в ламелях розеточного контакта между собой, а также вследствие взаимодействия тока в каждой ламели с током в свече. Указанные силы направлены по радиусу свечи (от периферии к ее центру) и суммируются с силами контактных пружин. Ниже приводится методика расчета сил взаимодействия, возникающих в розеточном контакте при прохождении тока, разработанная и экспериментально проверенная М. А. Васильевым, В. Н. Лапаевым и Б. А. Шешиным.
Определение сил взаимодействия между ламелями розеточного контакта. Пусть у нас имеется n  ламелей (на рис. 4-11 n=8) длиной, расположенных равномерно по окружности свечи диаметром D. При прохождении тока между каждой парой ламелей возникает сила, стремящаяся притянуть одну ламель к другой, так как токи в ламелях имеют одинаковое направление. Эта сила может быть разложена на две составляющие. Одна из составляющих F12пр направлена по диаметру свечи, по линии 1—О—5 (для ламели 1), т. е. прижимает ламель 1 к свече. На ламель 1 будут действовать такие же составляющие сил и от всех остальных ламелей. Результирующая сила, действующая на ламель 1, будет

Здесь F12пр, F ..................  — проекции сил F13, ...,
.... F12пр на направление 1—О—5.
Если обозначить центральный угол между двумя соседними ламелями через а=360/n, то при n=8 будем иметь

Таким образом, при восьми ламелях

Сила Fр является результирующей силой, действующей на каждую ламель. Она приложена посередине ламели. Ламель обычно имеет две точки соприкосновения со свечой а и б. Тогда контактное нажатие (в ньютонах) в каждой из этих точек,
считая, что сила Fр распределяется равномерно между точками а и б, будет

Общее контактное нажатие (в ньютонах) в каждой из точек а и б при числе ламелей, равном я, будет
(4-1)
где 1,2,..., n — порядковые номера ламелей.
Силы F12, F13, F14, ..., F18 (в ньютонах) определяются по формулам

где a12, а13, ..., а18 — расстояния между центрами ламелей 1—2, 1—3, 1—4, 1—5, 1—6, 1—7 и 1—8; I — амплитуда тока через контакт, А.
При определении сил F12, F13, .... F18 нет надобности определять значения а12, а13, ..., а18. Удобнее выразить эти силы через число ламелей и отношение D/l. Тогда формула (4-1) может быть представлена в виде

где Fл — контактное нажатие в точках а и б, Н; I — амплитуда тока, А; Кл — коэффициент, зависящий от числа ламелей n и отношения D/l; значения Кл приведены в табл. 4-2.
Определение силы взаимодействия между ламелью розеточного контакта и свечой. Обычно длина свечи во много раз больше длины ламели. Поэтому при определении силы взаимодействия между ламелью и свечой можно пользоваться формулой для определения силы взаимодействия между проводником конечной длины и бесконечно длинным проводником (практически свечу можно считать бесконечной, если ее длина равна полутора диаметрам свечи или более, см. рис. 4-12).
Значения коэффициента Кл
Таблица 4-2


D|l

Значение Кл при числе ламелей, равном

4

6

8

10

12

16

20

24

30

0,2

0,815

0,611

0,480

0,410

0,337

0,260

04201

0,166

0,137

0,3

0,502

0,379

0,302

0,260

0,219

0,160

0,132

0,108

0,090

0.4

0,319

0,270

0,210

0,178

0,148

0,118

0,095

0,076

0,064

0,5

0,259

0,200

0,162

0,131

0,108

0,082

0,068

0,058

0,048

0,6

0,201

0,155

0.121

0,101

0,083

0,063

0,053

0,043

0,036

0,7

0,160

0,124

0,100

0,085

0,070

0,052

0,044

0,037

0,031

0,8

0,131

0,103

0,081

0,071

0,058

0,044

0,036

0,030

0,022

0,9

0,116

0,085

0,065

0,060

0,050

0,037

0,031

0,026

0,020

1,0

0.092

0,073

0,056

0,051

0,042

0,032

0,026

0,022

0,017

1,1

0,079

0,063

0,047

0,044

0,037

0,028

0,022

0,018

0,016

1,2

0,070

0,054

0,041

0.038

0,032

0,025

0,020

0,017

0,014

1,3

0,060

0,048

0,035

0,032

0,029

0,023

0,019

0,016

0,013

1,4

0,053

0,042

0,031

0,028

0,024

0,022

0,018

0,013

0,012

1,5

0,047

0,037

0,030

0,026

0,024

0,021

0,014

0,012

0,010

По свече проходит ток I (ампер), а по каждой ламели 1/п. Сила (в ньютонах), действующая на каждую ламель, будет

где коэффициент Kсв = φ(D/l):

Сила Fсв представляет собой суммарную нагрузку, действующую на ламель (и пропорциональную площади абвг). Она неравномерно распределена по длине ламели, а именно в точке а сила будет больше, чем в точке б (см. рис. 4-12), т. е.
Fa св ^ Fб св·
Момент (в Н-м), создаваемый силой FCB относительно точки а, определяется формулой

Значения коэффициентов Ка и Кб


Dll

Значения Ка и Kб при числе ламелей, равном

4

6

8

10

12

16

20

24

30

Коэффициент Ка

0,2

1,0255

0,7513

0,5852

0,5152

0,4072

0,3126

0,2431

0,2000

0,1651

0,3

0,6982

0,5098

0,4001

0,3385

0,2844

0,2091

0,1712

0,1407

0,1162

0,4

0,5325

0,3923

0,3017

0,2514

0,2092

0,1639

0,1317

0,1056

0,0885

0,5

0,4315

0,3150

0,2482

0,2000

0,1655

0,1251

0,1025

0,0867

0,0710

0,6

0,3657

0,2448

0,2033

0,1694

0,1389

0,1042

0,0859

0,0706

0,0680

0,7

0,3137

0,2265

0,1769

0,1465

0,1212

0,0904

0,0747

0,0626

0,0515

0.8

0,2777

0,2008

0,1544

0,1297

0,1069

0,0869

0,0653

0,0545

0,0416

0,9

0,2570

0,1791

0,1355

0,1164

0,0970

0,0722

0,0592

0,0495

0,0388

1,0

0,2247

0,1615

0,1224

0,1041

0,0862

0,0652

0,0525

0,0441

0,0317

1,1

0,0206

0.1478

0,1105

0,0944

0,0804

0,0598

0,0474

0,0393

0,0330

1.2

0,1915

0,1350

0,1017

0,0866

0,0750

0,0554

0,0143

0,03725

0,0302

1,3

0,1765

0,1257

0,0932

0,0786

0.0678

0,0521

0,0423

0,0354

0,0283

1,4

0,1652

0,1168

0,0871

0,0729

0.0614

0,0501

0,0404

0,0317

0,0270

1,5

0,1578

0,1087

0,0837

0,0690

0,0598

0,0487

0,0355

0,0299

0,0243

Коэффициент Кб

0,2

0,8467

0,6327

0,4959

0,4113

0.3484

0,2679

0,2073

0,1713

0,1412

0,3

0,5427

0,4617

0,3224

0,2762

0,2326

0,1702

0,1461

0,1148

0,0954

0,4

0,3975

0,3023

0,2342

0,1974

0,1642

0,1301

0,1047

0,0831

0,0747

0,5

0,3100

0,2340

0,1875

0,1514

0.1250

0,0947

0,0792

0,0655

0,0548

0,6

0,2960

0,1918

0,1486

0,1032

0,1013

0,0768

0,0694

0,0522

0,0434

0,7

0,2180

0,1627

0,1290

0,1082

0,0893

0,0665

0,0556

0,0467

0.0387

0,8

0,1907

0,1428

0,1109

0,0949

0,0779

0,0589

0,0479

0,0399

0,0250

0,9

0,1767

0,1255

0,0954

0,0843

0,0702

0,0522

0,0431

0,0361

0,0281

1,0

0,1540

0,1143

0,0870

0,0758

0.0627

0,0475

0,0384

0,0323

0,0253

1.1

0,1415

0,1047

0,0782

0,0690

0,0578

0,0436

0,0345

0,0284

0,0243

1,2

0,1327

0,0958

0,0724

0,0631

0,0529

0,0407

0,0325

0,0276

0,0237

1.3

0,1232

0.0902

0,0666

0,0573

0,0501

0,0244

0,0316

0,0265

0,2143

1.4

0,1165

0,0843

0,0627

0,0534

0,0457

0,0378

0,0307

0,0236

0,0207

1,5

0,1110

0,0797

0,0626

0,0516

0,0153

0,0370

0,0268

0,0267

0,0185

Силы Fa св и Fб св  (в ньютонах) будут

Определение суммарной силы в розеточном контакте, обусловленной одновременным действием электродинамических сил между бесконечно длинной свечой и ламелями и между самими ламелями. Суммарная сила (в ньютонах) в точке а, обусловленная электродинамическими силами,
(4-2)
и в точке б
(4-3)
Значения коэффициентов Ка и Кб  приведены в табл. 4-3.
Пример. Определить контактное нажатие, создаваемое электродинамическими силами в шестиламельном розеточном контакте. Диаметр токоведущего стержня D = 30 мм. Длина ламели l=100 мм. Число ламелей n= 6. Амплитуда I=200 000 А.
Расчет. Определяем отношение D\l=30/100=0,3. По табл. 4-3 для D\l= 0,3 находим Ка= 0,5098 и Кб=0,4617. Тогда по формулам (4-2) и (4-3) вычисляем



 
« Высоконагревостойкая электрическая изоляция   Диагностика обмоток силовых трансформаторов методом низковольтных импульсов »
Карта сайта + все метки | Контакты
© Электроэнергетика При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна.