Основные законы коммутации, перенапряжение

Каждая электрическая цепь имеет индуктивность L и ёмкость C. Установившемуся состоянию цепи соответствует запас энергии магнитных полей в индуктивности и запас энергии электрических полей в ёмкости

Эта энергия может изменяться только непрерывно, а переход из одного установившегося состояния в другое при коммутации занимает определённое время и происходит плавно.

Отсюда вытекают законы коммутации:

1 Ток в индуктивной цепи ступенчато измениться не может или в начальный момент коммутации ток остаётся таким же каким он был перед коммутацией, а затем плавно изменяется до нового установившегося значения.

(54)

2 Напряжение на ёмкости ступенчато измениться не может или в начальный момент коммутации напряжение остаётся таким же каким оно было перед коммутацией, а затем плавно изменяется до нового установившегося значения.

(55)

Определение перенапряжения на контактах рассмотрим на примере.

Имеется цепь с индуктивностью (рис. 26) с следующими параметрами: напряжение источника питания U =24 В, активное сопротивление нагрузки R =2, 4 Ом, индуктивность достаточно велика, внутреннее сопротивление электронного вольтметра R _В=2000 Ом, выключатель S вакуумный, т. е. осуществляет коммутацию без дуги.

Найти показания вольтметра в момент после размыкания S (идеальная коммутация).

Решение:

Определяется сила тока до коммутации при замкнутом S

По первому закону коммутации

Показание вольтметра при размыкании S

Полученное напряжение способно пробить промежуток между контактами.

Увеличение напряжения на контактах относительно напряжения источника питания называется перенапряжением. В идеальном случае задачи перенапряжение составляет 19976 В.

В действительности при размыкании обычного выключателя возникает дуговой или тлеющий разряд и размыкание происходит не мгновенно, поэтому перенапряжение будет значительно меньше.