1 Расчет токоведущего контура

1.1 Определение размеров токоведущих частей

Расчет токоведущих частей контактора в номинальном режиме работы проводим с учетом эквивалентного длительного тока. Под эквивалентном током понимают постоянный по величине ток, который при длительном протекании по проводнику вызывает такой же нагрев, как и реальный ток, изменяющийся во времени согласно данному режиму работы:

где

ПВ% – продолжительность включения;

Z – допустимое число циклов включения;

I_Н – номинальный ток главной цепи, А.

Сравнивая I_Н и I_ЭКВ дальнейший расчет токоведущего контура проводим по большему из этих значений. Т.к. , то выбираем

1.1.1 Расчет размеров токоведущих частей

Размеры шин определяются исходя из условия удовлетворительного теплового режима, как в режиме штатной нагрузки, так и в режиме короткого замыкания.

По выбранному значению расчетного тока таблице 2 [1] выбираем предварительные размер медной шины и рассчитываем коэффициент геометрии:

Проводим расчет размера токоведущей шины по формуле:

где – удельное электрическое сопротивление материала токоведущей части аппарата для медной шины;– температурный коэффициент металла контактов для меди;– допустимая температура нагрева токоведущих частей для меди;– температура окружающей среды,;– коэффициент теплоотдачи,.

Неравенство соблюдается, шина выбрана правильно.

1.2 Расчет температуры нагрева токоведущих частей в номинальном режиме

Температуру нагрева токоведущих частей находим из условия, что переходное сопротивление шинного соединения равно нулю, тогда

где и

– периметр и площадь поперечного сечения соответственно.

Условие выполняется.

1.3 Расчет термической стойкости

При коротком замыкании в цепи токоведущего контура протекают сверхтоки. Однако в результате их кратковременного действия можно допустить значительно более высокие значения превышения температуры, чем в номинальном режиме работы. При этом аппарат должен обладать термической стойкостью. Допустимую температуру нагрева токоведущих частей в режиме короткого замыкания примем равной

Импульс тока равен:

где – плотность материала токоведущей шины для медис – теплоемкость материала токоведущей шины для меди

1.4 Расчет размеров гибкого соединения

В аппаратах управления кроме плоских контактных соединений широко применяются контактные соединения с гибкими связями.

Эти соединения осуществляют токовую связь подвижного контакта аппарата с токоподводящими деталями. Гибкие соединения, как правило, выполняются из эластичной медной ленты толщиной 0,1 мм и менее, или из многожильного плетеного проводника, состоящего из медных жил диаметром 0,080,1 мм. При работе гибкая связь не должна иметь резких перегибов.

Сечение меди гибкого соединения должно быть близким к сечению шины

Ширина шунта примерно равна ширине шины:

Толщина гибкого шунта:

где – коэффициент заполнения.

1.5 Определение переходного сопротивления

1.5.1 Определение плотности тока

Кажущая плотность тока определяется отношением величины тока, проходящего через контактное соединение к полной поверхности контактирования.

Для медных шин при токе I = (200-2000)A плотность тока:

где I=508 А

1.5.2 Расчет силы контактного нажатия

где – удельное давление в контактирующих частях таблицы 3 [1];- площадь контакта, м²:

По величине необходимого контактного нажатия выбираем болты М 16 с сечением 140 мм² и с силой затяжки 24 кН по таблице 4 [1].

При коротком замыкании в цепи, содержащей контактные соединения, возникают дополнительные эффекты, обусловленные появлением больших механических напряжений вследствие неодинакового температурного коэффициента расширения болтов и токоведущих частей. Это приводит к тому, что в болтах появляются остаточные деформации, которые при остывании контактного соединения вызовут ослабление нажатия в контактах, а следственно, повышение переходного сопротивления и нагрев контакта при нормальном режиме работы.

Расстояние между центрами болтов выбирается не менее , гдеd – диаметр болта, м.

Как показывают опытные данные, превышение температуры нагрева болтов составляет примерно 25% от превышения температуры токоведущих частей. Это обстоятельство необходимо учитывать при выборе усилий натяга

болтов.

Для снижения влияния остаточных деформаций рекомендуется в болтовых соединениях использовать пружинные шайбы.