Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Фізичні процеси в дуговому проміжку».
|
|
Електричною дугою, точніше дуговим розрядом, називають самостійний розряд в газі, тобто розряд, що протікає без зовнішнього іонізатора, що характеризується великою щільністю струму і відносно невеликим падінням напруги у катода. Нижче розглянуто дуга високого тиску, тобто дуговий розряд при атмосферному і більш високому тиску.
Розрізняють такі області дугового розряду: область катодного падіння напруги; область у анода; стовп дуги.Область катодного падіння напруги представляє собою тонкий шар газу біля поверхні катода. Падіння напруги в цьому шарі становить 20-50, а напруженість електричного поля досягає 105106 В/див. Енергія, що підводиться з мережі до цієї області, використовується на виділення електронів з поверхні катода.Механізм звільнення електронів може бути двояким: термоэлектронная емісія при тугоплавких і вогнетривких електродах (вольфрам, вугілля), температура яких може досягати 6000 До і вищеавтоелектронна емісія, тобто виривання електронів з катода дією сильного електричного поля при «холодному» катоді.Щільність струму на катоді досягає 3000-10000 А/см5. Струм зосереджений на невеликий яскраво освітленій майданчику, що отримала назву катодної плями. Звільнені електрони рухаються через дугового стовпа до анода.У анода позитивні іони набувають прискорення в напрямку до катода. Електрони йдуть у анод і утворюють в тонкому шарі негативний заряд. Падіння напруги у анода становить 10-20 Ст.Процеси в дуговому стовпі представляють найбільший інтерес при вивченні вимикачів, оскільки для гасіння дуги використовують різні види впливу саме на дугового стовпа. Останній являє собою плазму, тобто ионизованный газ з дуже високою температурою і однаковим вмістом електронів і позитивних іонів в одиниці об'єму. «Середовища та способи гасіння ел.дуги»Подовження дуги. При розбіжності контактів у процесі відключення електричного кола дуга, що виникла розтягується. При цьому поліпшуються умови охолодження дуги, так як збільшується її поверхня і для горіння потрібна більша напруга.
Ділення довгої дуги на ряд коротких дуг. Якщо дугу, що утворилася при розмиканні контактів, розділити на кілька коротких дуг, наприклад затягнувши її в металеву решітку, то вона згасне. Дуга зазвичай затягується в металеву решітку під впливом електромагнітного поля, що наводиться в пластинах решітки вихровими струмами. Цей спосіб гасіння дуги широко використовується в комутаційних апаратах на напругу нижче 1 кВ.
Охолодження дуги у вузьких щілинах. Гасіння дуги в малому обсязі полегшується. Тому в комутаційних апаратах широко використовують дугогасильні камери з поздовжніми щілинами (вісь такої щілини збігається за напрямком з віссю стовбура дуги). Така щілина зазвичай утворюється в камерах з ізоляційних дугостійких матеріалів.Завдяки зіткненню дуги з холодними поверхнями відбуваються її інтенсивне охолодження, дифузія заряджених частинок у навколишнє середовище і відповідно швидка деіонізація.
Гасіння дуги високим тиском. При незмінній температурі ступінь іонізації газу падає з ростом тиску, при цьому зростає теплопровідність газу. За інших рівних умов це призводить до посиленого охолодження дуги. Гасіння дуги за допомогою високого тиску, створюваного самою ж дугою в щільно закритих камерах, широко використовується в плавких запобіжниках і ряді інших апаратів.
«Котушки електромагнітів та вимоги до них. Класифікація за способом дії. Стабілізація магнітів. Поляризовані електромагнітні системи та їх застосування»
Поляризовані електромагніти постійного струму.
У електромагнітах цього типу створюється 2 незалежних магнітних потоки: поляризаційний, який утворюється зазвичай полем постійного магніту, і робочий магнітний потік, який виникає під дією обмотки керування, намагнічувальної сили (м. р. с.). Дія такого магніту залежить як від величини магнітного потоку, так і від напряму електричного струму в робочій обмотці.
Електромагні́ т — пристрій, що створює магнітне поле при проходженні електричного струму. Звичайно електромагніт складається з обмотки і феромагнітного осердя, який набуває властивостей магніту при проходженні по обмотці струму. У електромагнітах, призначених, перш за все, для створення механічного зусилля також присутній якір (рухома частина магнітопроводу), що передає зусилля.
Обмотки електромагнітів виготовляють з ізольованого алюмінієвого або мідного дроту, хоча є і надпровідні електромагніти. Магнітопроводи виготовляють змагнітом'яких матеріалів — звичайно з електротехнічної або якісної конструкційної сталі, литої сталі і чавуну, залізонікельових і залізокобальтових сплавів. Для зниження втрат на вихрові струми магнітопроводи виконують з набору листів (шихта).
Електромагніти застосовують для створення магнітних потоків в електричних машинах і апаратах, пристроях автоматики тощо (генераторах, двигунах, реле, пускачахі т. д.).
Електромагніти використовуються там, де необхідне магнітне поле, яке можна швидко і легко змінити, наприклад у електричному дзвінку, телеграфії, електромашинах, релейній техніці, лічильниках електроенергії. Електромагніти є в будь- якому автомобілі, телефоні, компютері, телевізорі, літаку, теплоході.
Електромагніти змінного струму
У цих магнітах живлення обмотки здійснюється від джерела змінного струму, а магнітний потік періодично змінюється по величині і напряму, внаслідок чого сила тяжіння пульсує від нуля до максимального значення з подвоєною частотою по відношенню до частоти струму живлення.
Інші класифікації
Електромагніти розрізняють також за рядом інших ознак: за способом включення обмоток — з паралельними і послідовними обмотками; за характером роботи — що працюють в тривалому, переривистому і короткочасному режимах; за швидкістю дії — швидкодіючі і сповільненої дії і т.д.
Найпростіший електромагніт
Найпростішим електромагнітом є провідник намотаний на циліндричну котушку — соленоїд. Набагато сильніше магнітне поле можна створити, вставивши в котушку осердя з феромагнітного матеріалу. При цьому магнітне поле котушки намагнічує осердя і те, в свою чергу, створює додаткове магнітне поле.
На металургійних заводах можна бачити гігантські електромагнітні підйомні крани, що переносять величезні вантажі – масивні залізні глиби, або частини машин в десятки тонн – без всякого прикріплення. На одному тільки металургійному заводі електромагнітний кран переносить одразу 10 рельсів, замінюючи ручну працю 200 людей. Але якщо струм з якоїсь причини припиниться, аварія неминуча. Діаметр електромагніта, зображеного на мал.5 сягає 1, 5м, він може підняти до 16 тонн вантажу (товарний вагон). Він не зможе переносити тільки надто розжарений метал: нагрітий до 800°С магніт втрачає магнітні якості. Виключенням є випадок, коли по розжареному металу тече сильний струм, який утворює магнітне поле, здатне взаємодіяти із зовнішнім магнітним полем.
«Тенденція у розвитку сучасних повітряних вимикачів»
Повітряні вимикачі, у яких гасіння дуги здійснюється потоком стисненого повітря, отримали дуже широке поширення і в багатьох випадках витіснили масляні. Вони дозволили перейти до класів напруги 750 і 1150 кВ і в основному застосовуються: як мережеві на напругу 6-1150 кВ з номінальними струмами до 4000 А і струмами відключення до 63 кА; як генераторні на напругу 6-20 кВ з номінальними струмами до 20 кА і струмами відключення до 160 кА; як вимикачі навантаження на 6-220 кВ і 110-500 кВ і вимикачі комплектних розподільчих пристроїв на напругу до 35 кВ.Очікується, що найближчим часом з'являться мережеві вимикачі на напряже - ня 1500-2000 кВ з номінальними струмами 10-15 кА і струмами відключення: 100-120 кА і генераторні вимикачі на номінальні струми до 50 кА з струмами відключення до 300 кА.Вимикачі випускаються різного кліматичного виконання, для різних категорій розміщення і різного виду установки (опорні, підвісні, настенниє, выкатные та ін).Незалежно від типу і конструкції повітряний вимикач складається з трьох основних частин: дугогасних пристроїв з віддільником або без нього, системи постачання стисненим повітрям і системи управління. Система управлен виконується з одним пневматичним приводом з механічною передачею, з індивідуальною пневматичної передачею, з пневмомеханической передачею, з пневмогидравлической передачею і пневмосветовой передачею.Гасіння дуги у вимикачах здійснюється стисненим повітрям номінальним тиском 0.6—5 МПа в різних камерах поздовжнього і поперечного, одностороннього та двостороннього дуття з відповідним напрузі числом послідовно включених розривів.
Конструктивна схема повітряного вимикача ВВП-35Конструктивна схема повітряного вимикача (ВВП-35) з контактно-поршневим механізмом і відкритим віддільником наведена на рис. 2. Вимикач складається з трьох механічно пов'язаних полюсів (на малюнку наведено розріз одного полюса), змонтованих на загальній підставі (резервуарі 1), і розподільного шафи (на малюнку не показаний). На резервуарі встановлені: дугогасильні пристрої 5 на опорних ізоляторах 2, нерухомі контакти 12 віддільника 10 на ізоляторах 16, електропневматична пристрій 17 (одне на три полюси) для керування вбудованим в резервуар диференціальних клапаном 18-и привід (на малюнку не показаний), керуючий віддільником через вал 15 та ізоляційні штанги 14. Полюси вимикача (віддільника) розділені між собою ізоляційними перегородками 11 і мають висновки 7 і 13.При відкритті диференціального клапана стиснене повітря з резервуара через порожнину опорного ізолятора надходить в дугогасительную камеру, давить на контактно-поршневий механізм 8, розмикає контакти (нерухомий 3, рухливий 6) і через сопло рухомого контакту видуває і гасить дугу. Полум'я дуги охолоджується в пламегасительной решітці 9. Для полегшення гасіння дуги контакти шунтированы резистором 4. Після згасання дуги віддільник 10 розмикається і відключає залишився струм.
«Призначення, конструкція та принцип дії відділювачів та короткозамикачів»
o Короткозамикачі – електричні апарати, що призначені для створення штучного короткого замикання на землю в мережах напругою 35-110 кВ з метою спричинення вимкнення вимикача, встановленого на початку лінії, при пошкодженнях всередині зони дії захисту силових трансформаторів, що приєднані до мережі без вимикачів.
Короткозамикачі (далі КЗ) напругою 110 кВ виготовляються в однополюсному виконанні, а короткозамикачі на напругу 35 кВ виготовляються в двополюсному виконанні, тобто встановлюються у двох фазах. Короткозамикач - електричний апарат, що працює спільно з відокремлювачем. При ввімкненні короткозамикача створюється штучне однофазне на ПЛ-110 кВ чи двохфазне на ПЛ-35 кВ коротке замикання, внаслідок чого вимикаються живлячі лінії вимикачем, що встановлений на її початку. В момент безструмової паузи відокремлювачем від’єднується пошкоджена ділянка електрозлагоди в зоні дії захисту, а після вимкнення відокремлювача живляча лінія повторно вмикається в роботу дією АПВ.
Тривалість протікання струму термічної стійкості для КЗ – 35 кВ – не більше 4 с, для КЗ-110 кВ – не більше 3 с.
o Будова короткозамикача
Короткозамикач складається з:
· основи - зварної рами, що виготовлена з швелера;
· колонки, що складається з ізоляторів відповідного класу напруги;
· нерухомого контакта з виводом для приєднання до заземляючого спуску;
· заземляючого ножа, зі знімною контактною пластиною;
· шини, що з’єднує ніж КЗ з землею;
· ізолюючої вставки;
· привода.
«Конструкція розрядників та вимоги до них. Види розрядників»
Розря́ дник — пристрій, що містить два чи декілька електродів, призначений для здійснення розряджання за певних умов
Спочатку розрядником називали пристрій для захисту від перенапруг, який базується на технології іскрового проміжку. Потім, з розвитком технологій, для обмеження перенапруг почали застосовувати пристрої на основі напівпровідників і метал-оксидних варисторів, стосовно яких продовжують використовувати термін «розрядник».
Повітряний розрядник (трубчастий розрядник)
Повітряний розрядник виконується у вигляді дугогасної трубки з полімерів, здатних піддаватися термічній деструкції з виділенням значної кількості газів і без значного обвуглювання — поліхлорвінілу або оргскла (на початку XX століття, це була фібра), з різних кінців якої закріплені електроди. Один електрод заземлюється, а другий розташовується на певній відстані від нього (відстань визначає напруга спрацьовування, або пробою, розрядника) і має пряме електричне підключення до об'єкту захисту. В результаті пробою в трубці виникає інтенсивна газогенерація (плазма), і через вихлопний отвір утворюється поздовжнє дуття, достатнє для гасіння дуги. У повітряному розряднику відкритого типу викид плазмових газів здійснюється в атмосферу. Напруга пробою повітряних розрядників — понад 1 кВ.