ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
1.3. ТОКОВЕДУЩИЕ И КОНТАКТНЫЕ СИСТЕМЫ
Особенностью работы токоведущей системы вакуумного выключателя является чрезвычайно низкая теплопередача
через объём камеры к её стенкам – практически только в результате теплового излучения, поскольку передача теплоты
конвекцией отсутствует. Поэтому теплоотвод за пределы камеры происходит в основном через токоведущие стрежни
неподвижного и подвижного контактов. Это обстоятельство определяет необходимость увеличения площади поперечного
сечения стержней по сравнению с требуемой для пропускания рабочего тока.
В вакуумных выключателях дуга горит в парах металла, вследствие чего на её характеристики значительно влияют
свойства контактного материала. Тугоплавкие контактные материалы (типа вольфрама) обладают высокой дугостойкостью,
однако имеют большой ток среза, вследствие чего возникают перенапряжения. Для уменьшения тока среза разработаны
специальные композиции, не образующие твёрдых растворов с основными компонентами. Методы порошковой металлургии
с использованием вакуумной технологии позволяют создать композиции с заранее заданными характеристиками.
К материалу контактов вакуумных выключателей предъявляются следующие требования:
– температура кипения всех компонентов композиционного материала должна быть
Т
кип
< 3500 К (для обеспечения
высокой отключающей способности);
– твёрдость по Бринеллю должна быть не менее 1000 МПа, и не должна образовываться микроострия (для обеспечения
высокой электрической прочности межконтактного промежутка);
– материал должен содержать определённое количество такого компонента с высокой электрической проводимостью,
который не образует с другими компонентами растворов и химических соединений (для обеспечения низкого переходного
сопротивления);
– материал должен содержать хрупкие компоненты, снижающие прочность сварного соединения (для обеспечения
высокой стойкости к свариванию);
– материал (для обеспечения высокой эрозионной стойкости) должен состоять из компонентов, у которых
коэффициенты аккумуляции теплоты
мммa
γλ
сk
=
,
различаются не менее чем в два раза;
– в контактный материал (для обеспечения низкого тока среза) должен входить компонент, не взаимодействующий с
другими компонентами и имеющий низкое значение критерия срезающей способности
Т
кип
k
a
.
Контакты ВДК большую часть времени находятся в замкнутом состоянии, и при этом их чистые и неокислённые
поверхности весьма склонны к холодной сварке. Сварка может произойти и при искровом пробое в момент замыкания, когда
контакты сближаются. Эта проблема решается путём добавки небольшого количества
примесей в материал контакта.
Для уменьшения тока среза следует ввести в материал контактов легколетучие добавки,
не образующие твёрдых растворов с основными компонентами. На рисунке 1.6 приведены
зависимости тока среза от отключаемого тока для различных материалов. Анализ этих
зависимостей показывает, что хороший эффект снижения тока среза даёт добавка сурьмы (в
пределах 2 … 5%). Средний ток среза (в амперах) для некоторых материалов, используемых в
вакуумных аппаратах:
Вольфрам…………………...……9,9 Железо………..…………………..4,4
Медь...…………………...……….9,4 Медь-висмут……………………..3,8
Медь-сурьма……………………..6,2 Вольфрам-медь-сурьма……...….2,2
Вольфрам-медь…………………..5,0 Железо-медь-сурьма…………….1,3
Наибольшее применение в качестве контактных материалов в ВДК нашли медно-висмутовые, медно-хромовые и
медно-бериллиевые сплавы.
Для повышения отключающей способности применяются специальные конструктивные меры, обеспечивающие
непрерывное перемещение дуги под действием магнитного поля, создаваемого отключаемым током (рис. 1.7).
В ВДК на номинальное напряжение 10 кВ и номинальные токи до 31,5 кА применяются контакты с поперечным (по
отношению к дуге) магнитным полем (рис. 1.7,
а
) с максимальной магнитной индукцией (1 … 1,5)·10 Тл. В результате
быстрого перемещения дуги повышается эффективность дугогашения и ресурс контактов. В ВДК на более высокие
напряжения и токи отключения применяют контакты с продольным магнитным полем (рис. 1.7,
б
).
Из рисунке 1.6 видно, что при продольном магнитном дутье отключаемые токи повышаются до 100 кА и более
(кривая
1
), в то время как при поперечном магнитном дутье отключаемые токи не превышают 50 кА (кривая
2
).
Рис. 1.6
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 7
- 8
- 9
- 10
- 11
- …
- следующая ›
- последняя »
