Расчет для постоянного тока
Открытая дуга в воздухе. Для заданного напряжения достаточен очень малый зазор по необходимому уровню изоляции. Реальный раствор по условиям гашения критических токов намного выше этой величины.
Предварительно задаемся раствором контактов = 0,8 см.
Рассчитаем характеристику дуги единичной длины в пределах заданного тока I0 = 4Iн = 4 = А
Скорость движения дуги при токах свыше 100А:
(4.12)
= см/с
При токе до 100А:
см/с
Напряженность электрического поля:
(4.13)
=
В/см
Задаёмся величиной тока дуги в значении (0,1;0,3;0,4;0,5;0,8;1)I0
Таблица 1. Результаты расчета параметров дуги.
Iд, А |
|
|
|
|
|
|
|
Vд, см/с |
|
|
|
|
|
|
|
Eд, В/см |
|
|
|
|
|
|
|
Uд, В
при lд |
lД= |
|
|
|
|
|
|
lД= |
|
|
|
|
|
|
|
lД= |
|
|
|
|
|
|
|
U, В из графиков |
|
|
|
|
|
|
|
1/U, 1/В*10-3 |
|
|
|
|
|
|
|
Выполняем построение вольтамперных характеристик при различной длине дуги. lД : (Uн – iдR), Uд = f(iд);
Выбираем lд при котором достигаются надежные условия гашения дуги:
lд =
Время растяжения дуги до расчетной длины:
(4.14)
= с.
Здесь принята средняя скорость Vд , см/с из таблицы 1 для среднего тока
Iср
= I0
/ 2 , A.
Строим график зависимости iд от 1/ΔU.По нему определяются площади S1 – S5 соответственно ступеням уменьшения тока при гашении дуги. Индуктивность L = эм R = 0,015•U0/ I0 = 0,015· / = Гн,
тогда tn = L Sn. Значение времени дуги для участков сведены в таблицу:
Таблица 2.
№ |
In, А |
tn, с |
1 |
|
|
2 |
|
|
3 |
|
|
4 |
|
|
5 |
|
|
Суммарное
время дуги tд
=
с.
По данным таблицы строим кривую тока дуги: iД = f(t)
Находим перенапряжение:
(4.15)
Где n – число разрывов, наибольшее значение na или nк
При графическом определении производной по кривой тока дуги находим
(4.16)
тогда перенапряжение
В
(4.17)
Так как количество разрывов n = 2, то характер кривой тока при подходе к нулю близок к параболическому.
Энергия дуги за одно отключение:
=
Дж. (4.18)