Учебное пособие: Проектирование электромеханических устройств

При установлении этой зависимости принять следующее исходное положение – превышение температуры токоведущих деталей независимо от величины номинального тока должно оставаться примерно постоянным в пределах регламентированными ГОСТ.

Поэтому отношение выделяющейся в детали мощности  к поверхности теплоотдачи при длине проводника должно быть постоянным:

; ;

где – коэффициент нарастания по току;

– сечение токоведущей детали;

– номинальный ток, увеличивающийся в – раз.

– поверхность теплоотдачи;

– мощность, выделяемая в детали;

Отсюда следует:

     или    

Таким образом, при увеличении тока в  раз для сохранения прежнего превышения температуры площадь сечения токоведущей детали необходимо увеличить не в  раз, а в  раз, при этом плотность тока считается в  раз.

Формулы применимы при постоянном токе и переменном, частотой 50Гц, так как коэффициент добавочных потерь »1. При частоте > 50Гц, показатель степени у  изменяется.

Если считать, что поперечное сечение квадрат, то .

Тогда учитывая это соотношение и сократив, получим:

;  и если считать ;

При увеличении сечения линейные размеры токоведущих деталей изменяются примерно в .

Можно показать, что аналогичное соотношение имеет место и при иной конфигурации токоведущей детали.

7.3 Зависимость силы контактного нажатия аппаратов серии от величины номинального тока

Силы контактного нажатия  должны обеспечивать соответствующую величину переходного сопротивления коммутирующих контактов. Для того чтобы температура коммутирующих контактов аппаратов серии оставалась постоянной в пределах, регламентируемых государственными стандартами, необходимо снижать их переходимое сопротивление в  раз по мере увеличения тока, то есть необходимо, чтобы контактное нажатие  увеличивалось в  раз.

Это можно выразить через удельное контактное нажатие

Отсюда следует, что сила контактного нажатия аппаратов серии может быть определена по формуле:

значения  приведены в [1, табл. 5-7].

7.4 Зависимость основных (габаритных) размеров аппаратов серии от величины номинального тока

С увеличением номинального тока аппаратов серии габаритные размеры аппарата растут

где  – исходный параметр.

У аппаратов, конфигурация которых приближается к кубу, когда все три габарита близки между собой .

У аппаратов, имеющих один размер (например, высоту) значительно больший, чем другие, показатель большего размера достигает значения

Сумма показателей одного аппарата равна показателю в выражении, определяющем объем аппарата.

У аппаратов высокого напряжения величина номинального тока оказывает влияние на габаритные размеры и габаритный объем только при малых и средних величинах номинального напряжения (до 35 кВ). При более высоких напряжениях величина номинального тока практически не влияет на габаритные размеры аппарата; решающее влияние оказывает .

7.5 Зависимость основных (габаритных) размеров аппаратов серии от величины номинального напряжения

С увеличением номинального напряжения габариты (при > 35 кВ)аппарата заметно растут

где – искомый линейный размер аппарата серии, проектируемого на ;

– угловой коэффициент прямой, которая определяется на основе анализа существующих близких серий.

 – коэффициент нарастания номинального напряжения;

 – номинальное напряжение базового аппарата серии или отрезка;

 – исходный размер базового аппарата серии или отрезка.

При проектировании серий использование вышеприведенных зависимостей значительно упрощает расчеты. При этом можно пользоваться и другими зависимостями, позволяющими рассчитывать различные узлы, например электромагнитную систему, э.д.у. и т.д.

Если при проектировании серии можно использовать в качестве базовой существующую конструкцию аппарата без изменения его конструктивной схемы, целесообразно применять положения теории подобия и частного подобия.

Теория подобия применяется при трехмерной пропорциональности размеров.

8 ВЫБОР И РАСЧЁТ ОБЩЕЙ ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

8.1 Общие положения

Электрическая изоляция в значительной степени влияет на конструкцию аппаратов.

Электрическую изоляцию необходимо обеспечить:

·  между частями, находящимися под напряжением и заземлёнными частями

·  между токоведущими частями соседних полюсов

·  между токоведущими деталями одного полюса, имеющими различные электрические потенциалы при полностью разомкнутых контактах

Уровень электрической изоляции в электрических аппаратах обеспечивается путём установления между частями разных потенциалов, необходимых:

·  расстояний, зазоров, промежутков в окружающей среде (в воздухе, масле, газе и т.д.)

·  размеров по поверхности и габаритных размеров изоляционных элементов, определяющих расстояние утечки, разрядные расстояния

·  толщины  изоляции деталей изоляторов, прокладок, барьеров и т.д.

8.2 Аппараты низкого напряжения

Электрическая изоляция аппаратов низкого напряжения должна выбираться такой, чтобы она выдерживала испытательное напряжение в течение одной минуты переменного тока частотой 50 Гц.

Таблица 1.4 - Испытательные напряжения аппаратов низкого напряжения

Для повышения надёжности аппарата возникает желание увеличить изоляционные расстояния, однако чрезмерное увеличение этих расстояний приводит к увеличению габаритов, массы, стоимости аппаратов. Целесообразно руководствоваться минимальными расстояниями, которые регламентированы ГОСТ, для аппаратов низкого напряжения общепромышленного применения в зависимости от назначения цепи или аппарата, в зависимости от образования дуги при номинальных напряжениях от 100 до 600 В, минимальные электрические зазоры могут быть от 4 до 7 мм, а расстояния утечки – от 5 до 22 мм.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21