ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
электродугового их размыкания; передача и восприятие усилий от привода при включении и отключении. Поэтому
основные расчёты при конструировании контактных систем связаны с оценкой их электрического сопротивления,
механической прочности и температуры токоведущего контура. Кроме того, в разомкнутом состоянии межконтактный
промежуток должен обеспечивать необходимую электрическую прочность для исключения пробоев при воздействии
перенапряжений.
Система экранов обеспечивает: защиту внутренней поверхности изоляционного корпуса от попадания продуктов
эрозии контактов под воздействием дуги отключения, выравнивание распределения напряжённости поля внутри
дугогасительной камеры.
При размыкании контактов внутри вакуумной дугогасительной камеры дуга возникает в парах металла, заполняющего
межконтактный промежуток. Дуга горит до тех пор, пока на контактах выделяется энергия, достаточная для поддержания в
межконтактном промежутке концентрации паров металла, при которой может существовать дуговой разряд. При переходе
тока через нуль, выделяющаяся на электродах энергия резко уменьшается, и дуга гаснет ещё до достижения тока в
коммутируемой цепи, равного нулю. Скорость восстановления электрической прочности межконтактных промежутков
длиной 10 мм составляет 15 … 20 кВ/мкс. В результате происходит срез тока, который вызывает перенапряжения в
коммутируемой цепи. Это обстоятельство является существенным недостатком вакуумных выключателей, но его можно
устранить установкой нелинейных ограничителей перенапряжений.
В межконтактном промежутке вакуумного выключателя в зависимости от тока и принятых конструктивных мер дуга
может поддерживаться в диффузной или сжатой (каналообразной) форме. Граничный ток, при котором дуга переходит из
одной формы в другую (около 10 кА), зависит от формы, размера и материала контактов, а также от скорости изменения тока.
Падение напряжения на дуге диффузной формы не зависит от тока и составляет десятки вольт (для медных электродов
– 20 В). Оно пропорционально произведению теплопроводности и температуры точки кипения материала катода.
Для сжатой формы дуги падение напряжения увеличивается при увеличении тока. При этом возрастает плотность тока
и выделяемая на электродах энергия, что приводит к значительному увеличению постоянной времени распада дуги (до
нескольких миллисекунд против микросекунд для диффузной формы дуги). В связи с этим необходимо, чтобы в процессе
отключения при переходе тока к нулю дуга сохраняла диффузную форму.
Электрическая прочность изоляционного промежутка в вакууме чрезвычайно высока, поскольку практически
исключено лавинообразное нарастание количества заряженных частиц при их ударной ионизации из-за весьма низкой
плотности газа (рис. 1.5), как видно, в однородном поле уже при длине промежутка
l
k
= 10 мм разрядное напряжение
превышает 200 кВ. Поэтому длина корпуса дугогасительной камеры (или изоляционной её части) определяется необходимой
электрической прочностью воздушного промежутка между фланцами корпуса и поверхностью корпуса при увлажнениях.
Для вакуумных выключателей наружной установки необходимая электрическая прочность при увлажнениях загрязнённых
поверхностей обеспечивается выбором длины пути тока утечки. При этом следует иметь в виду, что изоляционный корпус
разомкнутого выключателя может оказаться под воздействием двойного рабочего напряжения (если напряжения на
контактах оказываются в противофазах).
Длина воздушного промежутка между фланцами (без учёта длины металлической части корпуса при его наличии)
определяется, исходя из требования надёжной работы при расчётных воздействиях перенапряжений на один из контактов и
рабочего напряжения – на другой контакт.
При известном разрядном напряжении необходимая длина воздушного промежутка определяется по
экспериментальным зависимостям разрядных напряжений от длины изоляционного промежутка или приближённо, исходя
из средней разрядной напряжённости
Е
ср.р
= 500 кВ/м (при длине промежутков до 0,5 м).
Следует заметить, что из-за наличия экранов вблизи внутренней поверхности
изоляционного корпуса импульсное разрядное напряжение снижается, что приводит к
необходимости значительного увеличения длины изоляционного корпуса. На корпус
дугогасительной камеры воздействует атмосферное давление (сжимающие усилия). При
увеличении диаметра корпуса давление на него пропорционально нарастает. Для уменьшения
толщины стенки корпуса его диаметр принимается минимально допустимым, исходя из условий
обеспечения надёжной работы аппарата. При этом минимальный диаметр корпуса определяется
из условия ограничения влияния экранов на электрическую прочность межконтактного
промежутка. На основании экспериментальных исследований установлено, что расстояние от
контактов до экранов принимается приблизительно равным тройной длине межконтактного
промежутка. При этом влияние экранов на электрическую прочность промежутка достаточно
мало.
Перед сборкой вакуумной дугогасительной камеры её элементы подвергаются предварительному нагреву в течение
нескольких часов при температуре 400˚С или свыше с целью удаления газа с поверхности различных частей, расположенных
внутри вакуумного объёма.
Герметизация подвижного контакта ВДК осуществляется с помощью сильфона. Сильфоны почти всегда изготовляются
из нержавеющей стали. Имеются две разновидности сильфонов. Одна выполняется с плавно закруглённым профилем на
сгибах, получаемом либо раскатыванием на станке, либо формованием с помощью гидравлического пресса. Другая
разновидность сильфонов выполняется с V-образным профилем сгибов; эти сильфоны выполняются из набора плоских
шайб, свариваемых между собой попеременно то по внутреннему, то по наружному диаметру. Выбор того или иного типа
сильно зависит от ряда причин, и отдать предпочтение какому-либо одному из них непросто. Но когда требуется сильфон
большого диаметра с большим ходом, сварные сильфоны позволяют значительно сэкономить место.
Рис. 1.5
l
k
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 6
- 7
- 8
- 9
- 10
- …
- следующая ›
- последняя »
