9. Основные формулы расчёта электродинамической силы между параллельными проводниками. [9]

10. Основные формулы расчёта электродинамической силы между взаимоперпендикулярными проводниками. [10]

11. Процессы коммутации в электрических аппаратах. [11]

Процесс коммутации электрических цепей

ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ КОММУТАЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

Под коммутацией электрических цепей подразумевается операция замыкания и (или) размыкания электрической цепи, при которой изменение ее сопротивления происходит практически скачкообразно (ГОСТ 18311—80).

В контактном аппарате отключение электрической цепи (размыкание контак­тов) физически представляет собой процесс перехода межконтактного промежутка аппарата из состояния проводника электрического тока в состояние диэлектрика (изолятора). В бесконтактном аппарате коммутирующий (переключающийся) эле­мент под воздействием каких-либо физических величин (электрическое или маг­нитное поле, температура и т. п.) меняет свое сопротивление («запирает» цепь). У первых отношение сопротивлений коммутирующих элементов в разомкнутом и замкнутом положениях составляет 1010 —1014, у вторых отношение сопротивле­ний в «запертом» и «открытом» состояниях имеет значения 104—107.

Следует отметить, что у контактных аппаратов изменение сопротивления коммутирующего устройства, а следовательно, и тока в цепи происходит скачко­образно, т. е. в ограниченный (доли секунды) промежуток времени. Такой режим применительно к аппаратам на небольшие токи называют также релейным. У бесконтактных аппаратов в зависимости от характера (скорости) изменения управляющей величины изменение сопротивления коммутирующего элемента мо­жет происходить как скачкообразно, так и плавно. В первом случае аппарат работает в коммутационном (релейном) режиме «открыто» — «закрыто», во вто­ром — в режиме регулятора (работа в этом режиме рассматривается в курсах теории автоматического регулирования).

Каждая электрическая цепь обладает определенной индуктивностью L и емкостью С. Переход из одного состояния в другое занимает определенное время, так как каждому установившемуся состоянию цепи соответствует определенный запас энергии электрических и магнитных полей. Эта энер­гия может изменяться только непрерывно. Отсюда вытекают следующие законы коммутации.

В начальный момент коммутации ток в индуктивной цепи остается таким же, каким он был непосредственно перед коммутацией, а затем плавно изменяется.

В начальный момент после коммутации напряжение емкостной цепи остается таким же, каким оно было непосредственно перед коммутацией, а затем плавно изменяется. Ток через емкостную цепь может изменяться скачком.

В основе функционирования большинства видов электрических аппаратов лежат процессы коммутации (включения и отключения) электрических цепей. К основным явлениям, сопровождающим работу всякого электрического аппарата, относятся: процессы коммутации электрических цепей, электромагнитные и тепловые процессы. Под электромагнитными процессами понимают электромеханические и индукционные явления, электромагнитные взаимодействия элементов аппарата и др.

12. Классификация аппаратов управления, защиты и автоматики. [12]

Классификация электрических аппаратов.

Признаки:

1.Назначение (основной признак классификации);

2.Область применения;

3.Принцип действия;

4.Род тока;

5.Исполнение защиты от воздействия окружающей среды.

Разделение электрических аппаратов по назначению:

1.Коммутационные аппараты распределительных устройств служащие для включения и отключения электрических цепей.

- рубильник;

- пакетные выключатели;

- выключатели нагрузки;

- выключатели высокого напряжения;

- разъединители;

- отделители;

- коротко-замыкатели;

- автоматические выключатели;

- предохранители.

2.Ограничивающие аппараты.

- предназначены для ограничения токов Короткого Замыкания и ограничения перенапряжения.

- токоограничивающий реактор (от К.З.)

- разрядник (от перенапряжения).

3.Пуско-регулирующие аппараты.

- предназначены для пуска, регулирования частоты вращения, напряжения и тока электрических машин или каких-либо других потребителей электрической энергии.

- контроллеры;

- командо-контроллеры;

- контакторы;

- пускатели;

- резисторы;

- реостаты.

Для аппаратов этой группы характерны частые включения и отключения, число которых достигает 3600 в час и более.

4.Аппараты для контроля заданных электрических и неэлектрических параметров.

- реле;

- датчики.

Для реле характерно плавное изменение входной (контролируемой) величины вызывающее скачкообразное изменение выходного сигнала, который обычно воздействует на схему автоматики.

В датчиках непрерывное изменение входной величины преобразуется в изменение какой-либо электрической величины, являющейся выходной.

С помощью датчиков могут контролироваться как электрические, так и не электрические величины.

5.Аппараты для измерений.

С помощью этих аппаратов цепи первичной коммутации (главные цепи) изолируются от цепей измерительных и защитных приборов, а измеряемая величина приобретает стандартное значение удобное для измерений.

- трансформаторы тока;

- трансформаторы напряжения;

- емкостные делители напряжения.

6.Электрические регуляторы.

- предназначены для регулирования заданного параметра по определённому закону.

Такие аппараты служат для поддержания на неизменном уровне напряжения, тока, температуры, частоты вращения и других величин.

По номинальному напряжению электрические аппараты разделяются на 2 группы:

1гр: Аппараты низкого напряжения (низковольтные) с номинальным напряжением до 1000Вольт.

2гр: Аппараты высокого напряжения – это более 1000 Вольт.

Большинство аппаратов низкого напряжения условно можно разделить на следующие основные виды:

аппараты управления и защиты — автоматические выключатели, контакторы, реле, пускатели электродвигателей, переключатели, рубильники, предохранители, кнопки управления и другие аппараты, управляющие режимом работы оборудования и его защитой;

аппараты автоматического регулирования — стабилизаторы и регуляторы напряжения, тока, мощности и других параметров элек­трической энергии;

аппараты автоматики — реле, датчики, усилители, преобразо­ватели и другие аппараты, осуществляющие функции контроля, усиления и преобразования электрических сигналов.