2.2 Расчет дугогасительных рогов

Обычно дугогасительные рога выполняют расходящимися. Верхний рог является частью кронштейна неподвижного контакта. Нижний рог имеет шарнирное и контактно-разъемное соединение с кронштейном подвижного контакта, являясь как бы частью дугогасительной камеры. В этом случае оба рога неподвижны, что позволяет выполнить их в виде массивных латунных отливок.

Применяют дугогасительные рога и облегченной конструкции. Их выполняют в виде прямых стержней, имеющих П-образное сечение.

Развернутая длина дугогасительных рогов зависит от номинального напряжения аппарата, площадь их поперечного сечения (средняя) от номинального тока.

По рогам перемещаются опорные точки дуги, отдавая часть тепловой энергии телу рогов. При этом поверхность рогов в условиях эксплуатации оплавляется, что приводит к необходимости периодически их зачищать или восстанавливать.

На концах рогов опорные точки дуги занимают стабильное положение. Для предотвращения сильного плавления концов увеличивают их массу, придавая им такую форму, чтобы расплавленный металл не повреждал поверхность рогов и дугогасительную камеру. С той же целью на концах штампованных рогов часто устанавливают накладки из дугопрочной металлокерамики.

Конструкцию дугогасительных рогов принимаем по опыту уже выполненных образцов.

В [1., прилож.4 рис. П.4.1,а и б] приведена зависимость развернутой длины дугогасительного рога от номинального напряжения и площади сечения от тока.

Для U_н=3000 В длина дугогасительного рога L_p=100 мм и для I_н=600 А выбираем S_p=270 мм².

2.3 Выбор конструкции, размеров дугогасительной камеры и расчет электромагнитной дугогасительной системы

Дугогасительные камеры предназначаются для того, чтобы обеспечить электрическую и тепловую изоляцию дуги от элементов конструкции.

В дугогасительных камерах, особенно тяговых аппаратов, имеющих жесткие габаритные ограничения, стремятся разместить дугу возможно большей длины в ограниченном пространстве.

Камеры служат также приемниками тепловой энергии, рассеиваемой дугой, а иногда усиливают теплоотдачу от ствола дуги в окружающее пространство. Эффективность дугогасительных камер в сильной степени зависит от изоляционных материалов, применяемых для их внутренней облицовки. Для изготовления камер используют электротехнический асбестоцемент АЦЭИД и специальные дугостойкие пластмассы.

В тяговых коммутационных аппаратах применяют однощелевые и многощелевые, лабиринтовые и радиального типа дугогасителыные камера.

Выбираем щелевую камеру. Коэффициент использования пространства в этих камерах К_ип=0,8.

Расчетную критическую длину дуги 1_дк, мм для камеры без деионной решетки определяем по формуле

(2.1)

где U_н - номинальное напряжение, U_н=3000 В;

I_р - разрываемый ток, А:

I_p=2·I_∞ (2.2)

I_p=2·600=1200 A,

Тогда длина дуги 1_дк:

По найденной величине критической длины дуги определяют линейные размеры для радиальной камеры

При круглой форме камеры площадь Sк определяем по формуле:

, (2.3)

.

Площадь полюса S_пол, мм², через которую в камере проходит магнитный поток рассчитываем по формуле:

S_пол=(0,5÷0,6)·S_к (2.4)

S_пол=0,6·S_к=0,6·43200=25920 мм²

Воздушный зазор в магнитной системе камеры, равный расстоянию между полюсами l_в, мм зависит от ширины контакта b и рассчитываем как

(2.5)

где δ_дк=12 мм толщина стенки камеры;

Δ_м=3 мм-величина монтажного зазора.

l_в=32+2∙12+2·3=62 мм.