5 .10 Отключение лэп на холостом ходу
Рисунок 5.21 – Переходный процесс при отключения линии на холостом ходу
При отключении опережающего зарядного тока линии в момент перехода тока через 0, заряд линии максимальный и равен амплитудному напряжению источника. После разрыва цепи, напряжение на емкости, моделирующей линию, остается равным максимальному, а напряжение источника меняется по синусоидальному закону и через 10 мс достигнет отрицательного максимума. При максимальном значении напряжения, равном 2UН произойдет пробой дугового промежутка и когда, при максимальном значении напряжения на емкости, ток ее заряда (ток дуги) станет равным нулю, дуга погаснет, линия окажется отсоединенной от источника с величиной заряда 3UН. Однако через полпериода напряжение между емкостью и ЭДС источника достигнет максимального значения 4UН и опять наступит пробой. Теперь размах колебаний будет 4UН и линия зарядится до 5UН.
Следовательно, при отключении длинных линий на холостом ходу на них сохраняется напряжение, существенно больше питающего, что может привести к пробою изоляции линии. Для предотвращения этого на линии устанавливаются вентильные разрядники. Также следует предотвращать повторное зажигание дуги, чего несложно добиться, так как скорость восстановления напряжения на контактах выключателя невелика и времени до возникновения следующего максимума (10 мс) вполне достаточно для восстановления электрической прочности дугового промежутка.
5.11 Отключение батарей статических конденсаторов
Полностью аналогично отключению линий на холостом ходу.
5.12 Отключение ненагруженного трансформатора
3 Электрические контакты
Контакт - соприкосновение. Две детали, находящиеся в соприкосновении и предназначенные для проведения тока, принято называть контактами. Надежность электрического оборудования напрямую зависит от количества и качества электрических контактов.
Классификация контактов.
Две основные группы: неразмыкаемые и размыкаемые.
Неразмыкаемые:
неподвижные (болтовые соединения шин);
подвижные – в которых имеет место скольжение или качение частей друг относительно друга (в разъединителях и выключателях).
По роду соприкасающихся поверхностей:
плоские (соприкосновение плоских шин);
линейные (цилиндр и плоскость);
точечные (две сферических поверхности, скрещенные цилиндры).
В
действительности поверхность не может
быть идеально ровной. Вследствие
деформации материала первоначальные
точки соприкосновения превращаются в
небольшие площадки. С увеличением
давления растет число мест соприкосновения
и их общая площадь.
где S – площадь (фактическая) соприкосновения контактов, м2; F – сила нажатия контактов, Н; σсм – временное сопротивление смятию металла, МПа, равное 450 МПа для меди, 360 МПа для серебра и 900 МПа для алюминия.
Рисунок 4.1 – Линии тока в местах соприкосновения контактов
Если поместить образец металла с идеально чистой поверхностью в воздух, то на нем немедленно осаждается вода, а также кислород и другие газы. При длительном нахождении контактов в воздухе, на поверхности образуется относительно толстый инородный непроводящий слой, состоящий из окислов, сульфитов, хлоридов и других соединений. Чем выше температура и агрессивнее среда, тем больше скорость образования этого слоя.
Под действием давления металл сминается, а хрупкий инородный слой растрескивается и скалывается. В образовавшиеся трещины проникает металл, создавая проводящие точки. При наличии скольжения, происходит срез выступов на поверхности металла и контрактные площадки значительно увеличиваются. У благородных металлов (золото, платина, серебро) процесс окисления протекает намного медленнее, а слой окисла менее прочен и легко разлагается при нагреве.
Сопротивление контакта
– состоит из сопротивления сужения rс и сопротивления пленки пограничного (контактного) слоя rп
.
Линии тока при приближении к местам контакта все больше и больше сближаются (стягиваются) и ток протекает по все меньшему сечению проводника, что приводит к увеличению сопротивления. Такое сопротивление, называемое сопротивлением сужения, составляет основную часть сопротивления контакта, так как сопротивление пленки из адсорбированных газов незначительно.
Сопротивление окисленных контактов значительно больше, чем неокисленных, вследствие меньшего числа и размера контактных точек и большего сопротивления сужения.