2.2 Расчет дугогасительных рогов

Обычно дугогасительные рога выполняют расходящимися. Верхний рог является частью кронштейна неподвижного контакта. Нижний рог имеет шарнирное и контактно-разъемное соединение с кронштейном подвижного контакта, являясь как бы частью дугогасительной камеры. В этом случае оба рога неподвижны, что позволяет выполнить их в виде массивных латунных отливок.

Применяют дугогасительные рога и облегченной конструкции. Их выполняют в виде прямых стержней, имеющих П-образное сечение.

Конструкцию дугогасительных рогов принимаем по опыту уже выполненных образцов.

2.3 Выбор конструкции, размеров дугогасительной камеры и расчет электромагнитной дугогасительной системы

Дугогасительные камеры предназначаются для того, чтобы обеспечить электрическую и тепловую изоляцию дуги от элементов конструкции.

В дугогасительных камерах, особенно тяговых аппаратов, имеющих жесткие габаритные ограничения, стремятся разместить дугу возможно большей длины в ограниченном пространстве.

Камеры служат также приемниками тепловой энергии, рассеиваемой дугой, а иногда усиливают теплоотдачу от ствола дуги в окружающее пространство. Эффективность дугогасительных камер в сильной степени зависит от изоляционных материалов, применяемых для их внутренней облицовки. Для изготовления камер используют электротехнический асбестоцемент АЦЭИД и специальные дугостойкие пластмассы.

В тяговых коммутационных аппаратах применяют однощелевые и многощелевые, лабиринтовые и радиального типа дугогасителыные камера.

Выбираем монолитную лабиринтовую камеру. Коэффициент использования пространства в этих камерах К_ип=2,5.

Расчетную критическую длину дуги 1_дк, мм для камеры без деионной решетки определяем по формуле

(2.1)

где U_н - номинальное напряжение, U_н=3000 В;

I_р - разрываемый ток, А:

I_p=2I_∞ (2.2)

I_p=2·300=600 A,

Тогда длина дуги 1_дк:

По найденной величине критической длины дуги определяют размеры для радиальной камеры

(2.3)

где r_дк - радиус внешней кромки камеры, мм.

мм.

Из конструктивных соображений выбираем мм.

При круглой форме камеры площадь Sк определяем по формуле:

, (2.4)

где α=3 - угол раствора камеры в радианах;

К_ип=2,5 коэффициент использования пространства.

.

Площадь полюса S_пол, мм², через которую в камере проходит магнитный поток рассчитываем по формуле:

S_п=(0,5÷0,6)S_к (2.5)

S_пол=0,5S_к=0,5·=16880мм²

Воздушный зазор в магнитной системе камеры, равный расстоянию между полюсами l_в, мм зависит от ширины контакта b и рассчитываем как

(2.6)

где δ_дк=10 мм толщина стенки камеры;

Δ_м=2 мм-величина монтажного зазора.

l_в=16+2∙10+2·2=40 мм.

2.4 Расчет параметров дугогасительной катушки

Расчет параметров дугогасительной катушки ведут исходя из заданной средней индукции в зоне дугогашения В_ср при разрыве длительного тока I_∞. Чем больше величина В_ср, тем больше электромагнитная сила, действующая на дугу. Таким образом дуга быстрее растянется до критической длины и погаснет. Однако при этом увеличивается как износ контактов в момент их расхождения, так и перенапряжения при отключении аппарата.

Для аппаратов оперативной коммутации рекомендуемые значения В_ср=0,01÷0,025 Тл. Принимаем В_ср=0,01 Тл. Магнитное сопротивление стали магнитопровода значительно меньше подобной величины воздушного зазора между полюсами. В этом случае м. д. с. дугогасительной катушки F_д, А определяют как

(2.7)

где μ₀=4π·10^--7 Гн/м - магнитная проницаемость воздуха;

σ=l,8 - коэффициент рассеяния рассматриваемой магнитной системы.

По полученной в (2.9) величине м.д.с. определяем число витков дугогасительной катушки w_дк;

(2.8)

В (2.10) коэффициент 0,5 учитывает тот факт, что средняя индукция В_ср должна обеспечиваться при среднем значении тока, изменяющемся в пределах от I_∞ до нуля. Полученное значение w_дк округляем до большего ближайшего целого числа. Принимаем число витков дугогасительной катушки w_дк=8.

Так как число витков w_дк≤10, то дугогасительную катушку выполняем из шинной меди прямоугольного сечения с намоткой на узкое ребро. Так как падение напряжения в этих катушках невелико, её выполняем без изоляции витков.

Толщину шины определяем из выражения:

(2.9)

где - изоляционный промежуток между витками, мм,=1мм.

Высоту шины h определяем из выражения (1.3).

a=(40-4·1)/(4+1)=9 мм

Принимаем а=9 мм.

Принемаем h=8 мм