Анализ надежности срабатывания автоматических выключателей
ПИМАНОВ А.В., СамГТУ, г. Самара
Науч. рук. канд. техн. наук, доцент ДАШКОВ В.М.
При эксплуатации систем электроснабжения до 1 кВ с глухозазем-ленной нейтралью встречаются случаи неуспешного автоматического отключения питания. Одним из критериев, позволяющим как на этапе проектирования, так и в условиях эксплуатации, оценить способность автоматического выключателя (АВ) своевременно отключить защищаемую цепь при возникновении короткого замыкания, является величина тока однофазного короткого замыкания (ОКЗ).
Целью данной работы является определение фактической величины токов ОКЗ экспериментальным путем в электрических сетях 0,4 кВ одного из зданий университета. Авторами с использованием прибора МZС-300 (заводской номер 089261) выполнялись измерения тока ОКЗ в характерных точках электрической сети здания.
Защита одного из удаленных участков электрической сети выполнена автоматическим выключателем ВА 77-29-1 С25 на номиналь-ный ток 25 А, следовательно, его надежное срабатывание будет обеспечиваться при появлении в цепи тока в 5–10 раз больше номинального.
Фактический ток, измеренный прибором MZC, для этого участка сети равен 98 А, следовательно, при защите сети АВ с номинальным током 25 А ток ОКЗ должен быть не менее 125 А. Таким образом, для рассматриваемой цепи надежность работы АВ не обеспечивается. Для других сетей удаленных помещений фактическая величина тока ОКЗ равна 73–140 А при применении в качестве защитных аппаратов АВ с характеристикой С на токи 16–25 А.
Таким образом, для обеспечения надежной защиты линий некоторых помещений здания университета необходимо применять автоматический выключатель с характеристикой В, которые успешно работают в цепях большой протяженности. Автоматические выключатели с кривой отключения, отражающей порог срабатывания при защите от короткого замыкания, В надежно срабатывают при появления в цепи тока в 3–5 раз больше номинального.
УДК 621.793.74 : 546.62
Нанесение меди на алюминиевые поверхности плазмодинамическим методом
ПОЛОВИНКИНА Ю.Н., ШАНЕНКОВА Ю.Л., ТПУ, г. Томск
Науч. рук. канд. техн. наук, доцент ИВАШУТЕНКО А.С.
Известно, что медь и алюминий являются главными материалами в электроэнергетике ввиду их низкой величины удельного сопротивления и относительно невысокой стоимости. Непосредственное их соединение значительно увеличивает переходное контактное сопротивление – в результате увеличиваются потери электроэнергии и ухудшается качество контакта. В работе предлагается новый способ совмещения контактной пары Cu–Al путем нанесения медного покрытия на алюминиевые контактные поверхности плазмодинамическим методом.
Была проведена серия опытов по нанесению Cu покрытий на Al контактные поверхности. Качество полученных покрытий достаточно велико – отсутствуют области без покрытия и места прогаров. Значение площади покрытия достигает 220 см2, причем при данном способе возможно получить покрытия толщиной до 100 мкм (рисунок).
Одним из главных факторов, определяющих качество нанесенного покрытия, влияющее на продолжительность работы, является адгезия. Полученные образцы должны иметь высокую прочность сцепления, чтобы предотвратить возможные внештатные ситуации, возникающие ввиду отслаивания покрытия от подложки, поэтому для полученных контактных пар был проведен анализ на определение прочности сцепления покрытия с подложкой. Прочность сцепления медного покрытия с алюминиевой подложкой, полученного плазмодинамическим методом, составляет около 3 ГПа.
Оптические микрофотографии шлифов поперечного среза алюминиевого образца
Для оценки качества полученных покрытий были измерены величины переходного контактного сопротивления пар Cu–Cu, Cu–Al, Cu–AlCu, полученных нашим способом. Исследование полученных контактных пар Cu–AlCu показало возможность уменьшения переходного сопротивления вплоть до ~2,8 раза относительно непосредственного соединения меди с алюминием при усилии сжатия, равном 31,25 кН.
На конкретном примере было рассмотрено влияние контактного сопротивления на величину отклонения напряжения. При использовании предложенной технологии размах отклонения уменьшается – увеличивается диапазон напряжения, на котором может работать данная часть энергосистемы. Также в ходе расчетов получено, что при использовании такого метода экономия электроэнергии достигает 50 % на контактных элементах.
Таким образом, в работе представлены результаты, свидетельст-вующие о возможности совмещения Cu и Al посредством нанесения Cu покрытия на Al подложки плазмодинамическим методом. Метод, представленный в работе, позволяет совместить не только Cu и Al, но и снизить потери электроэнергии, а также достичь высокой адгезии и относительно низкой величины переходного контактного сопротивления.
УДК 620.9