- •Сокращения
- •Раздел 1
- •1 Основные положения
- •1 Основные положения
- •1.2 Классификация электрических аппаратов
- •1.3 Основные требования, предъявляемые к электрическим аппаратам
- •Лекция №2
- •1.4 Материалы, применяемые в электрических аппаратах
- •1.5 Графическое изображение электрических аппаратов в соответствии с единой системой конструкторской документации (ескд)
- •Лекция №3
- •2. Нагрев электрических аппаратов
- •2 Нагрев электрических аппаратов
- •2.1 Потери в проводниках и деталях электрических аппаратов, поверхностный эффект и эффект близости
- •2.2 Отдача теплоты нагретым телом, коэффициент теплообмена
- •2.3 Нагрев и охлаждение однородного проводника по времени: уравнение теплового баланса, нагрев и расчет сечения при продолжительном режиме с постоянной нагрузкой, выбор сечения по таблицам пуэ
- •Лекция №4
- •2.4 Нагрев с начала включения, режимы нагрева
- •2.5 Нагрев при внезапном повышении тока короткого замыкания термическая стойкость, сущность расчета
- •2.6 Нагрев и охлаждение катушки контактора
- •3. Электродинамические силы в электрических аппаратах
- •3.2 Электродинамические силы между параллельными проводниками.
- •3.3 Электродинамические силы при переменном токе
- •Лекция №6
- •4 Электрические контакты
- •4 Электрические контакты
- •4.1 Основные понятия, классификация
- •4.2 Переходное сопротивление контакта
- •4.3 Температура площадки контактирования
- •4.4 Материалы контактов
- •4.5 Основные конструкции контактов
- •4.6 Режимы работы и износ контактов
- •5 Коммутация электрических цепей, электрическая дуга и ее гашение
- •5.2 Дуговой разряд и его особенности, распределение напряжений в дуге
- •5.3 Дуга постоянного токаи условия ее гашения
- •5.3.1 Статическая вольтамперная характеристика
- •5.3.2 Условия горения и гашения дуги постоянного тока
- •5.3.3 Энергия выделяемая в дуге при гашении
- •Лекция №9
- •5.4 Дуга переменного тока и условия ее гашения
- •5.5 Способы гашения электрической дуги, бездуговая коммутация
- •6 Электромагниты
- •6.2 Основные положения теории магнитных цепей
- •6.3 Сила тяги, статическая тяговая характеристика электромагнита, механическая характеристика контактора постоянного тока
- •6.4 Пример расчёта электромагнита постоянного тока клапанного типа
- •6.5 Сила тяги электромагнита переменного тока, короткозамкнутый виток
- •Лекция №11
- •Раздел 2
- •1 Пускорегулирующие аппараты
- •7 Пускорегулирующие аппараты
- •7.1 Контакторы. Электромагнитные контакторы. Контакторы постоянного и переменного токов.
- •7.2 Конструктивная схема, принцип действия контактора
- •Лекция №12
- •7.4 Категории применения, требования к контакторам
- •Выбор контакторов и пускателей
- •Лекция №13
- •2 Электромеханические аппараты автоматики
- •8 Электромеханические аппараты автоматики
- •8.1 Реле, классификация, характеристики
- •8.2 Конструкция измерительных реле тока и напряжения
- •8.3 Статическое реле тока рст–11
- •8.4 Поляризованные электромагнитные реле
- •8.5 Реле электротепловые: назначение, применение, выбор
- •Лекция №14
- •8.6 Реле времени, назначение, схема применения.
- •8.6 Реле времени с электромагнитным замедлением
- •8.7 Реле времени с механическим замедлением.
- •8.8 Герконовые реле
- •8.9 Контроллеры
- •8.10 Командоаппараты.
- •8.11 Реостаты.
- •3 Аппараты распределительных устройств низкого напряжения
- •9.2 Предохранители
- •9.2.1 Преимущества и недостатки предохранителей
- •9.2.2 Типы и конструкция предохранителей
- •9.2.3 Выбор предохранителей
- •9.3 Автоматические воздушные выключатели (автоматы)
- •9.3.1 Назначение, конструктивная схема
- •9.3.2 Рацепители автоматов и их защитные характеристики
- •9.3.3 Разновидности автоматов
- •9.3.4 Выбор автоматов
- •4 Бесконтактные полупроводниковые электрические аппараты
- •10.2 Схемы бесконтактного регулирования тока и напряжения
- •10.3 Фазовое управление, сифу
- •10.4 Тиристорные выключатели, упрощенные схемы, применение
- •10.5 Выбор тиристоров
- •Лекция №17
- •10.6 Логические операции и логические элементы, определение, назначение
- •10.7 Функции выполняемые логическими элементами и их релейные эквиваленты
- •10.8 Простейшие схемы: rs – триггер, d – триггер на элементах
- •Лекция №18
- •10.9 Операционные усилители, определение, назначение
- •10.10 Применение оу: усилитель, интегратор, дифференциатор, сумматор, компаратор
- •О днопороговый компаратор
- •10.11 Схема реле времени с бесконтактным входом и выходом
- •Библиографический список
- •Приложения
- •П1 электротехническая сталь п1.1 Электротехническая сталь для аппаратов переменного тока
- •П1.2 Параметры броневых сердечников
- •П3 контакторы и пускатели п3.1 Промышленные контакторы серии кт–5000
- •П3.3 Контакторы тиристорные типов ктжм–125 и ктжм–250
- •П3.5 Контакторы электромагнитные серии кти
- •П3.6 Контактор электромагнитный серии кп207б
- •Основные технические характеристики
- •П3.7 Контакторы постоянного тока серии кпв
- •Номинальное напряжение втягивающей катушки 110 в либо 220 в постоянного тока. Контакторы могут быть применены при других напряжениях втягивающих катушек по согласованию с заводом–изготовителем.
- •П3.8 Магнитные пускатели серии пмл (Гомель)
- •П3.9 Магнитные пускатели серии пм 12
- •П3.10 Контакторы малогабаритные кми (пускатели)
- •П6 электротепловые реле
- •6.2 Реле тепловые марки ртт 5–10
- •П6.4 Реле электротепловые серии ртл
- •Структура условного обозначения реле ртл – хххххххх4
- •П6.5 Электротепловое реле рти
- •П8 рубильники и пакетные выключатели п8.1 Выключатели – разъединители серии вр32
- •Серии ре19
- •П8.3 Рубильники типа рпс
- •П8.4 Ящики с рубильниками
- •П8.5 Ящики распределительные
- •П8.6 Пакетные выключатели пв
- •П8.7 Пакетные выключатели кулачковые типа пк
- •П9 предохранители п9.1 Предохранители пн-2
- •П9.3 Предохранители ппн
- •П10 автоматы типа ва–88 Технические характеристики
Лекция №9
5.4 Дуга переменного тока и условия ее гашения.
5.5 Способы гашения электрической дуги, бездуговая коммутация.
5.4 Дуга переменного тока и условия ее гашения
Рассматривается процесс отключения активной нагрузки, однако при этом выполняется первый закон коммутации, так как небольшая индуктивность имеется в любой электрической цепи. В момент времени t = 0 (рис. 32) размыкаются контакты, загорается дуга. При подходе тока к нулю к дуге подводится малая мощность, температура её уменьшается, что способствует деионизации и дуга гаснет при напряжении гашения UГ. На рисунке a1 – b1 линия восстановления электрической прочности промежутка после погасания дуги.
В момент пересечения этой линии с восстанавливающимся напряжением на контактах u, при напряжении зажигания u′З, происходит повторное зажигание дуги.
Электрическая прочность промежутка – это напряжение при котором происходит его электрический пробой.
После очередного погасания дуги величина напряжения зажигания u′′З становится больше, а в последний полупериод дуга не зажигается.
Условие гашения – если после перехода тока через нуль прочность промежутка нарастает быстрее и остаётся всё время выше, чем
восстанавливающееся напряжение на контактах, то процесс заканчивается угасанием дуги.
Восстановление электрической прочности промежутка должно обеспечиваться дугогасительным устройством.
Дуга переменного тока обычно гасится легче, чем дуга постоянного тока. Чтобы погасить дугу постоянного тока, надо насильственным путём свести к нулю ток цепи. При переменном токе через каждый полупериод ток естественным путём проходит через нуль, и надо создать условия не возобновления тока.
5.5 Способы гашения электрической дуги, бездуговая коммутация
Рассматриваются способы гашения дуги только в низковольтных электрических аппаратах.
Дугогасительное устройство предназначено для гашения дуги за малое время при малом электроэрозионном износе контактов, но с допустимым уровнем перенапряжений. Чем меньше время тем перенапряжения больше.
Для гашения воздействуют на столб дуги, удлиняя его с одновременным её охлаждением.
В электрических аппаратах низкого напряжения наиболее широко применяются дугогасительные устройства с узкой щелью (щелевые камеры). Эти камеры из дугостойкого не токопроводящего материала (керамика). Ширина щели делается меньше диаметра дуги, касаясь боковых стенок щели дуга охлаждается. Втягивание дуги в щель производится с помощью магнитного поля (магнитное дутьё), при этом увеличивается длина дуги и интенсивность охлаждения.
Примеры форм дугогасительных камер с узкой щелью приведены на рис. 33.
Для создания магнитного дутья наибольшее распространение получили дугогасительные устройства с последовательной катушкой 1 в цепи тока нагрузки (рис. 34). Катушка располагается на стальном сердечнике 2, к которому жёстко прикреплены стальные пластины 3, охватывающие дугогасительную камеру 5.
При протекании тока по катушке в камере образуется магнитное поле, с магнитным потоком Ф, которое взаимодействует с током дуги 4, создавая электродинамическую силу F. Под действием этой силы дуга перемещается в дугогасительную камеру, где она охлаждается и гаснет.
Преимуществом такого дугогасительного устройства является постоянство направления силы, действующей на дугу, при изменении направления тока. Недостаток – неэффективное гашение дуги при малых токах < 5 – 7 А.
Гашение дуги с помощью дугогасительной решётки предложено в начале 20 – го века Доливо–Добровольским.
Дуга в решётку (рис. 35) может вводиться на пластины с помощью специально созданного магнитного поля или за счёт электродинамических сил возникающих в контуре 2, 3, 4 и за счёт применения ферромагнитных пластин решётки 1.
Гашениие происходит за счёт подъёма ВАХ дуги при увеличении её длины и увеличения числа околоэлектродных падений напряжения, кроме того пластины являются хорошим теплоотводом – дуга охлаждается.
Бездуговая коммутация
Бездуговая коммутация применяется во взрывоопасных помещениях. Один из вариантов схемы бездугового отключения в цепи переменного тока, с шунтирующими тиристорами VS1, VS2, приведён на рис. 36.
При замкнутых контактах KM1 силового контактора на управляющие электроды тиристоров VS1, VS2 поступают управляющие импульсы, от трансформаторов тока TA1, TA2, через диод и резистор. Но через тиристоры ток не протекает, так как они зашунтированы контактами KM1.
В момент отключения KM1 уменьшается сила прижима контактов – увеличивается переходное сопротивление и падение напряжения на контактах ΔUК. Как только ΔUК станет больше падения напряжения на тиристорах 1,0 – 1,5 В они начинают пропускать ток. При напряжении 1,0 – 1,5 В дуга не возникает, а тиристоры затем закрываются, так как управляющие импульсы не поступают при разомкнутых контактах KM1.
Способы гашения дуги в высоковольтных аппаратах
1 Гашение дуги высоким давлением.
2 В потоке сжатого воздуха.
3 Гашение дуги в элегазе.
4 В трансформаторном масле.
5 В вакуумной среде.
Эти способы изучаются на старших курсах.
ЛЕКЦИЯ №10