Гашение свободной дуги постоянного тока, перемещающейся под действием электродинамических усилий

Порядок расчёта ДУ (дугогасительного устройства)

1 Задаются рядом токов отключения, в которые обязательно включают токи из области критических, номинальный и предельный ток.

2 Определяют величину расчётного напряжения с учётом категории применения проектируемого аппарата и строят нагрузочные характеристики. Величину расчётного напряжения определяют по формуле:

,

где , Т_эм – электромагнитная постоянная, величина которой определяется по [3] с учётом заданной категории применения аппарата.

– время гашения дуги в секундах, которое на данном этапе расчёта может быть принята равной 0,1 с 

3 Для каждого отключаемого тока определяем критическую длину дуги, с этой целью путём последовательного приближения строится ВАХ, которая должна касаться нагрузочной характеристики в одной точке.

Статистическую ВАХ рассчитывают по формуле:

где  – длина дуги в см, задаётся произвольно и принимается как постоянная величина,

– средняя скорость перемещения дуги на участке от  до 0 (см/с), полагают, что на этом участке

– промежуточное текущее значение тока в дуге на участке от данного до 0

Рисунок 1.39 – Построение ВАХ дуги по разным i_д

Если отключаемый ток находится в пределах до 200 А, то  определяется по формуле:

– раствор контактов, который определяется по имперической формуле с учётом рекомендаций.

Если  более 200 А, то    

4 Определяется время растяжения дуги до  для всех отключаемых токов: 

– критическая длина для каждого, отключаемого тока, см

– скорость расхождения контактов, принимается в пределах от 1 до 100 см/м

– скорость перемещения дуги для каждого, отключаемого тока, который определяется в п.3

5 Строится зависимость времени горения дуги , время горения дуги определяется по формуле:

где  – принимается равным 0,01с, это время существования пламени дуги

6 Определяется стрела вылета дуги  для всех отключаемых токов:

Рисунок 1.40 – Стрела вылета дуги

По величине  строится возможная траектория движения дуги, этот параметр позволяет установить тот объём пространства, который будет занят дугой.

7 Определяются величины перенапряжений для каждого отключаемого тока:

где: L – индукция отключаемой цепи, Гн, определяется на основе применения аппарата.

Составляется мотивированное заключение о целесообразности применения данного способа гашения дуги постоянного тока. При этом необходимо учитывать выполнимость следующих условий для всех отключаемых токов:

1) –

2) –

3) –

Если хотя бы одно из этих условий не выполняется, то приступают к расчёту специального дугогасительного устройства.