Способы гашения электрической дуги
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Могут быть различными, но основываются на следующих принципах:

1)принудительное удлинение дуги;

2)охлаждение межконтактного промежутка различными способами;

3)разделение дуги на ряд коротких отдельных участков.

По первому: При удлинение дуги происходит увеличение падения напряжения в столбе дуги и напряжение приложенное к контактам становится недостаточным для поддержания горения дуги.

По второму: Охлаждение межконтактного промежутка вызывает падение столба дуги, ускоряются процессы деионизации.

По третьему: Разделение дуги на ряд отдельных коротких участков приводит к повышению падения напряжения на дуге(за счет увеличения падения напряжения на электродах) и приложенное контактное напряжение становится недостаточным для поддержания горения дуги.

Способы гашения дуги:

А) Воздействие на столб дуги.

Задача дугогасительного устройства (ДУ) состоит в том, чтобы обеспечить гашение дуги за малое время с допустимым уровнем перенапряжения при малом износе частей аппарата, при минимальном объеме газов(продуктов горения дуги), с минимальными звуковыми и световыми эффектами.

Рассмотрим дугогасительное устройство аппаратов низкого напряжение до 1кВ.

Для гашения дуги постоянного тока необходимо чтобы ВАХ дуги шла реостатной характеристики).

Так как Ud=Uk+Ua+Uст= Uэ+Еd*l то подъем характеристики можно получить ... за счет увеличения напряженности электрического поля (продольный градиент), за счет увеличения около электродных падений напряжений.

Поднятие ВАХ за счет увеличения длины дуги зачастую мало эффективно, так как продольный градиент для свободно горящей в воздухе дуги сравнительно мал от 10 до 200 В/см. И для гашения дуги требуется значительное ее растяжение, что увеличивает габариты аппаратов.

Увеличение градиента можно осуществить путем эффективного охлаждения столба дуги и подъема давления среды в которой дуга горит.

Охлаждение дуги можно осуществить:

-путем перемещения дуги в газе;

-за счет перемещения газа относительно дуги;

-за счет размещения дуги в узкой щели, стенки которой имеют высокую теплопроводность и дугостойкость(не должны расплавляться от термического воздействия дуги).


В электрических аппаратах низкого напряжения наиболее широко применяются дугогасительные устройства с узкой щелью электрическая дуга под действием магнитного поля, потока воздуха или газов или другими средствами, загоняются или перемещаются в узкие щели или лабиринт дугогасительной камеры. Где она тесно соприкасается со стенками или оборотами, отдает им тепло и гаснет. Дугогасительные камеры как правило делаются из керамических материалов. [2]

 

Рис.4.11.1 Зависимость продольного градиента от ширины щели δ

Для увеличения эффективности охлаждения ширина щели(сигма) выполняется по возможности меньше, чем диаметр столба дуги при свободном горении. Кроме того за счет придания щели зигзагообразной формы увеличивается длина дуги и усиливается охлаждение. [2]

Важнейшей характеристикой дугогасительной камеры является зависимость продольного градиента и от длины щели.

 

 

Рис.4.11.2.Характерные формы продольных щелей дугогасительных камер.

 

Продольная щель - щель ось которой совпадает с осью дуги по направлению.

На рисунке а в зоне 1, 2 имеется прямая щель 3 с плоско параллельными стенами. На рисунке б за счет наличия двух перегородок имеются три параллельные щели с плоско параллельными стенками, соответственно дуга при вхождению в камеру разбивается на три параллельных участка, такой способ применяется при отключении больших токов, однако параллельные дуги существуют не долго по сколько они весьма не устойчивы и все, кроме последней быстро гаснут. На рисунке в показана камера с одной щелью извилистой формы зигзагообразной, что позволяет камере небольших размеров уместить более длинную дугу, что способствует лучшему охлаждению, кроме того при отклонение формы щели от формы на рисунке а, возрастает продольный градиент. На рисунке г к простой продольной щели добавлены местные уширения 5, что усиливает охлаждение камеры, увеличивается продольный градиент. На рисунке д показана наиболее эффективная форма для гашения дуги, которая сочетает достоинство предыдущих вариантов в и г. [2]

Раскаленные газы(продукты горения дуги) выбрасываемые из продольной щели дугогасительного устройства, в ходе гашения дуги, попадая на токоведущие части оборудования могут приводит к возникновению различных аварийных ситуаций. Выброс раскаленных газов необходим для эффективного отвода тепла от столба дуги. Для предотвращения аварийных ситуации на пути этих газов, устанавливается ряд металлических пластин, пламягасительные. Газы, проходя через эту решетку деионизируются, охлаждаются, плюс сокращается зона их выброса. [2]


4.12. Пример расчета скорости восстановления напряжения

Учет СВН при проверке и выборе выключателей должен производиться для воздушных выключателей. Для масляных выключателей (баковых и малообъемных) проверка по СВН не обязательна. [8]

Процессы восстановления напряжения при отключении коротких замыканий в различных точках сети могут существенно отличаться по характеру протекания и способу расчета. Наиболее характерными режимами являются: общий случай отключения; отключение неудаленного короткого замыкания; отключение короткого замыкания в цепи трансформатора. В одном и том же РУ выключатели разных цепей (и даже один и тот же выключатель при коротком замыкании в разных точках) могут работать в любом из указанных характерных режимов. [8]

Расчет СВН

Воздушные выключатели должны проверяться по СВН в случаях, когда отключаемый ток превышает 0,4 Iн.о. Скорость восстанавливающегося напряжения определяется упрощенно по выражению: [8]

   (1)

где Uв — расчетное значение СВН, кВ/мкс; Iк — периодическая составляющая отключаемого тока КЗ (однофазного или трехфазного), кА; n — число линий, остающихся в работе после отключения  КЗ (см. рис. 1, а);

  

,если nв       (2)

 

, если nв

nл — общее число линий, подключенных к сборным шинам.

 

                         

 

Рис.4.12.1. Исходная схема (а) и схемы замещения для расчетов ТКЗ (б) и СВН (в)

       В соответствии с (2) число линий электропередачи n, остающихся в работе после отключения короткого замыкания, определяется с учетом того, что одна из линий может быть отключена для ремонта, если общее число линий nл = 4. [8]

Если кВ/мкс, то уточненные расчеты не требуются, так как немодернизированные выключатели серии ВВН с наиболее низкой допустимой СВН имеют гарантированную СВН такого порядка. [8]

      Выражение (1) следует применять для линий электропередачи с одним проводом в фазе. Для линий электропередачи с расщепленными проводами коэффициент в (1) должен быть уменьшен пропорционально уменьшению волнового сопротивления линии, а именно — при расщеплении на два провода в фазе — до — 0,17, а при расщеплении на три провода в фазе — до 0,14.

     Поскольку отключаемый ток Iк и скорость восстанавливающегося напряжения Uв определяются двумя независимыми расчетами при различном представлении линий электропередачи в схемах замещения необходимо, чтобы обе схемы замещения, в которых определяются Iк и Uв, строго соответствовали одной и той же исходной схеме. [8]

Если СВН превышает 0,4 кВ/мкс, то ее следует определять по выражению:

     (3)

где: w0 — синхронная круговая частота, 1/с;

Z — эквивалентное волновое сопротивление ВЛ, Ом;

Z — 450 Ом — для линии с одиночным проводом;

Z — 370 Ом — при расщеплении на два провода;

Z — 320 Ом — при расщеплении на три провода;

Kc — коэффициент, учитывающий влияние емкости C (рис. 2),

(4)

nт — число подключенных трансформаторов и автотрансформаторов;

СD — емкость кабельных линий и коротких тупиковых ВЛ (порядка 1-3 км), не учитываемых в числе nл[8]

   

 

(5)

Хг, Хт, ХАТ — индуктивные сопротивления генераторов, трансформаторов и автотрансформаторов, принимаемые при расчетах токов КЗ.

                         

   Рис. 4.12.2. Зависимость коэффициента Kc от параметров схемы замещения

Выражение (3), так же как (1), справедливо до момента возвращения отраженной волны от ближайших узлов сети, т.е. до

 (6)

где l — длина участка линии до ближайшего узла, км;

C0 = 0,3 — скорость распространения электромагнитной волны по воздушной линии электропередачи, км/мкс. [8]

         Упрощенияпринимаемые в схеме замещения:

1) сеть более высокого напряжения за автотрансформатором может представляться системой бесконечной мощности (Хлвн = 0). Сеть более низкого напряжения, как и при расчетах токов КЗ, может учитываться эквивалентной индуктивностью;

2) можно пренебречь влиянием сосредоточенных индуктивностей во всех узлах сети, кроме того узла, для которого определяется восстанавливающееся напряжение;

3) если от подстанции отходят короткие линии с тупиковыми подстанциями на конце, то при длине таких линий 1-3 км они могут представляться в схеме замещения сосредоточенной емкостью 10-8 Ф/км. [8]


Магнитные цепи

Дата: 2019-07-30, просмотров: 99.