150687 (598885), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Тогда учитывая это соотношение и сократив, получим:

; и если считать ;

При увеличении сечения линейные размеры токоведущих деталей изменяются примерно в .

Можно показать, что аналогичное соотношение имеет место и при иной конфигурации токоведущей детали.

7.3 Зависимость силы контактного нажатия аппаратов серии от величины номинального тока

Силы контактного нажатия должны обеспечивать соответствующую величину переходного сопротивления коммутирующих контактов. Для того чтобы температура коммутирующих контактов аппаратов серии оставалась постоянной в пределах, регламентируемых государственными стандартами, необходимо снижать их переходимое сопротивление в раз по мере увеличения тока, то есть необходимо, чтобы контактное нажатие увеличивалось в раз.

Это можно выразить через удельное контактное нажатие

Отсюда следует, что сила контактного нажатия аппаратов серии может быть определена по формуле:

значения приведены в [1, табл. 5-7].

7.4 Зависимость основных (габаритных) размеров аппаратов серии от величины номинального тока

С увеличением номинального тока аппаратов серии габаритные размеры аппарата растут

где – исходный параметр.

У аппаратов, конфигурация которых приближается к кубу, когда все три габарита близки между собой .

У аппаратов, имеющих один размер (например, высоту) значительно больший, чем другие, показатель большего размера достигает значения

Сумма показателей одного аппарата равна показателю в выражении, определяющем объем аппарата.

У аппаратов высокого напряжения величина номинального тока оказывает влияние на габаритные размеры и габаритный объем только при малых и средних величинах номинального напряжения (до 35 кВ). При более высоких напряжениях величина номинального тока практически не влияет на габаритные размеры аппарата; решающее влияние оказывает .

7.5 Зависимость основных (габаритных) размеров аппаратов серии от величины номинального напряжения

С увеличением номинального напряжения габариты (при 35 кВ)аппарата заметно растут

где – искомый линейный размер аппарата серии, проектируемого на ;

– угловой коэффициент прямой, которая определяется на основе анализа существующих близких серий.

– коэффициент нарастания номинального напряжения;

– номинальное напряжение базового аппарата серии или отрезка;

– исходный размер базового аппарата серии или отрезка.

При проектировании серий использование вышеприведенных зависимостей значительно упрощает расчеты. При этом можно пользоваться и другими зависимостями, позволяющими рассчитывать различные узлы, например электромагнитную систему, э.д.у. и т.д.

Если при проектировании серии можно использовать в качестве базовой существующую конструкцию аппарата без изменения его конструктивной схемы, целесообразно применять положения теории подобия и частного подобия.

Теория подобия применяется при трехмерной пропорциональности размеров.

8 ВЫБОР И РАСЧЁТ ОБЩЕЙ ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

8.1 Общие положения

Электрическая изоляция в значительной степени влияет на конструкцию аппаратов.

Электрическую изоляцию необходимо обеспечить:

• между частями, находящимися под напряжением и заземлёнными частями

• между токоведущими частями соседних полюсов

• между токоведущими деталями одного полюса, имеющими различные электрические потенциалы при полностью разомкнутых контактах

Уровень электрической изоляции в электрических аппаратах обеспечивается путём установления между частями разных потенциалов, необходимых:

• расстояний, зазоров, промежутков в окружающей среде (в воздухе, масле, газе и т.д.)

• размеров по поверхности и габаритных размеров изоляционных элементов, определяющих расстояние утечки, разрядные расстояния

• толщины изоляции деталей изоляторов, прокладок, барьеров и т.д.

8.2 Аппараты низкого напряжения

Электрическая изоляция аппаратов низкого напряжения должна выбираться такой, чтобы она выдерживала испытательное напряжение в течение одной минуты переменного тока частотой 50 Гц.

Таблица 1.4 - Испытательные напряжения аппаратов низкого напряжения

Для повышения надёжности аппарата возникает желание увеличить изоляционные расстояния, однако чрезмерное увеличение этих расстояний приводит к увеличению габаритов, массы, стоимости аппаратов. Целесообразно руководствоваться минимальными расстояниями, которые регламентированы ГОСТ, для аппаратов низкого напряжения общепромышленного применения в зависимости от назначения цепи или аппарата, в зависимости от образования дуги при номинальных напряжениях от 100 до 600 В, минимальные электрические зазоры могут быть от 4 до 7 мм, а расстояния утечки – от 5 до 22 мм.

Рисунок 1.1- Направление тока утечки

При выборе изоляционной конструкции необходимо учитывать, что изоляция зависит не только от свойств материала, но и от наличия пыли, особенно влаги на поверхности. Для уменьшения габаритных размеров аппаратов и исключения непрерывного покрова токопроводящих осадков целесообразно на изоляционных деталях предусматривать ребра, выступы, впадины.

У аппаратов, работающих в тяжёлых условиях (тяговые аппараты), для работы в условиях угольных шахт, величины расстояний необходимо предусматривать большие расстояния, чем рекомендованы в [1, табл. - 2.2].

8.3 Аппараты высокого напряжения

Общие требования – изоляция аппаратов высокого напряжения должна выдерживать испытательное напряжение и при этом должен оставаться запас электрической прочности. Рекомендуемые по выбору испытательные напряжения приведены в [1, табл. - 2.3].

Величины испытательных напряжений в таблице указаны для нормальных атмосферных условий (температура +20 °С, 0,1MПа) при установке электрического аппарата над уровнем моря не более 1000 м для аппаратов с номинальным напряжением до 330 кВ и не более 500 м - для аппаратов с номинальным напряжением 500 кВ и более. При установке аппарата над уровнем моря на высоте, превышающей 500 и 1000 м, но не более чем на высоте 3500 м, их внешняя изоляция должна выдерживать испытательное напряжение, умноженное на корректирующий коэффициент, который определяется по формуле:

где: Н – высота над уровнем моря, м; – для аппаратов, предназначенных для установки до 1000 м; – для аппаратов, предназначенных для установки до 500 м.

Для аппаратов, работающих при максимальной температуре выше 35°С, испытательное напряжение должно быть повышено на 1% на каждые 3°С свыше 35°С. Если аппарат выдержал одномину1 мин. действия испытательного напряжения с учётом добавочных коэффициентов, то считается, что изоляция аппарата выбрана правильно. Кроме внешней изоляции в аппаратах высокого напряжения вводят понятие внутренней изоляции.

Изоляционное расстояние в аппаратах высокого напряжения можно разделить на внешнее, электрическая прочность которого зависит от атмосферных условий и на внутреннее, у которого электрическая прочность не зависти от них. В качестве примера рассмотрим баковый масляный выключатель.

Рисунок 1.2 –Баковый масляный выключатель:

S₁- расстояние между внешним фланцем проходящей изоляции и крышкой бака;

S₂- расстояние между токоведущими частями разных потенциалов в воздухе;

S₁ и S₂ – внешняя изоляция, изолирующей средой является воздух;

S₃ и S₆ – расстояние между токоведущими деталями и заземлённой частью аппарата;

S₄ – расстояние между токоведущими частями разных потенциалов;

S₅ – расстояние между разомкнутыми контактами.

При расчёте общей изоляции аппарата целесообразно предусматривать координацию уровней электрической изоляции отдельных элементов. Как указывалось ранее, изоляция аппарата должна выдерживать испытательное напряжение и при этом должен оставаться запас электрической прочности. Для воздушных промежутков это условие реализуется путём введения коэффициента запаса.

где: – испытательное сухоразрядное напряжение; определяется с рекомендацией ГОСТа; величина – коэффициент запаса.

Для изоляционных промежутков, находящихся в масле, величина пробивного напряжения определяется с учётом корректирующего коэффициента координации уровней изоляции . Величина принимается в пределах .

8.4 Порядок расчета общей электрической изоляции аппарата высокого напряжения

Характерные изоляционные промежутки в зависимости от конфигурации электрического поля, заменяют эквивалентной формой электродов типа: игла-игла, игла-плоскость, плоскость-плоскость и др.

По величине номинального напряжения определяется величина испытательного сухоразрядного напряжения с учётом условий работы.

По величине испытательного напряжения и рекомендуемых значений коэффициентов и определяется величина пробивного напряжения.

По экспериментально полученным зависимостям для соответствующей конфигурации электродов и среды, определяется необходимое расстояние S₁ и S₂ и т.д.

Характеристики

Список файлов книги