5.4. Розрахунок закінчення повітря через сопло
при наявності в ньому електричної дуги
При вирішенні даного завдання приймаються наступні спрощення:
Параметри нерухомого повітря в камері не змінюються;
Теплова енергія, що виділяється розглядаються ділянкою стовбура дуги, безперервно надходить в газовий потік і рівномірно розподіляється по всьому потоку;
Розглядається витікання газу без тертя.
Для газового потоку справедливий закон збереження енергії, рівняння стану, рівняння сталості масової витрати. З цих співвідношень можна отримати формулу для розрахунку швидкості газового потоку
P0 - тиск в камері до моменту запалювання дуги 1,6 МПа;
S2 - сумарне ефективний перетин отворів сопел S2 = 8,414. 10 -3 м 2;
N0 - потужність дуги, що дорівнює кількості тепла, що підводиться до одиниці маси газу в одиницю часу
Uд - напруга на даній частині стовбура дуги, Uд # 61627; 1000 В;
iд - струм дуги, в якості розрахункового береться амплітуда номінального струму відключення
iд = # 61654; 2. Iном.о = # 61654; 2. 31,5 = 44,548 кА.
Швидкість витікання на зовнішньому зрізі сопла буде дорівнює швидкості звуку c0 = 20,1. # 61654; T0 = 20,1. # 61654; (273 + 40) = 20,1. # 61654; 313 = 355,6 м / сек.
з1 = 8600. 1,6. 10 6. 8,414. 10 -3 / (1000. 44,548. 10 3) = 25,989 м / сек.
При відсутності дуги і розбіжності контактів в соплі встановлюється критична швидкість витікання повітря, що дорівнює 355,6 м / сек. При наявності дуги відбувається швидке нагрівання повітря в соплі і підйом тиску. В результаті швидкість витікання повітря падає; причому чим більше струм, тим сильніше гальмування повітряного потоку. При певному значенні струму відбувається термодинамічна закупорка сопла, коли швидкість повітря падає до нуля. При закупорці сопла дуга не гасне, тому що відсутній необхідний відведення теплоти від неї.
Експериментально встановлено, що для успішного гасіння дуги необхідно, щоб швидкість повітря не опускалася нижче 7-10 м / сек при амплитудном значенні струму, що і має місце в даному випадку.
Підводячи підсумок свого курсового проекту, в ході якого був проведений огляд ВВ, розглянуті основні серії існуючих зараз ВВ, описана конструкція і робота ВВМ-500, проведена перевірка ізоляції для цього ВК, виконані струмові розрахунки і описані деякі питання газодинаміки ВВМ-500, хочу ще раз підкреслити, на мій погляд, основні причини відмов ВВ, які і в даний час є «проблемними»:
Витік стисненого повітря через кінцеві і центральні дуттьові сопла ДУ через пошкодження гумових ущільнень;
Мимовільне відключення полюсів ВК через дефекти клапанів відключення;
Руйнування пружин кінцевих сопел ДУ;
Мимовільні зниження тиску стисненого повітря в системі з подальшим мимовільним відновленням.
Незважаючи на значний прогрес, досягнутий за останні роки в розвитку елегазових і вдосконаленні маломасляних і вакуумних ВК, область застосування ВВ поки ще досить обширна. Наступні обставини будуть, мабуть, сприяти навіть розширенню цій галузі в найближчі роки:
У найближчі роки навряд чи можна очікувати, що струми відключення елегазових і маломасляних ВК перевищуватимуть 80-100 кА, особливо при напрузі понад 35 кВ, в той час як вже зараз широко застосовуються генераторні ВВ зі струмом відключення до 250 кА і потрібні вимикачі на напругу понад 750 кВ зі струмом відключення до 100 кА;
Через необхідність стиснення елегазу в процесі відключення і внаслідок відносно низької швидкості витікання економічно недоцільно створювати ці ВК з часом відключення, меншим, ніж два періоди, тоді як час відключення ВВ вже тепер технічно доступними засобами може бути доведено до одного періоду;
Проблеми підігріву елегазу і підтримки високої герметичності ущільнень при мінусових температурах визначають переваги ВВ в районах з холодним кліматом;
Крім того, навіть без урахування цих обставин при напружених понад 420 кВ ВВ поки економічно вигідніші, ніж ВК інших типів.
Афанасьєв В. В. Конструкції вимикають апаратів. Л. Енергія, Ленінградське відділення, 1969. - 640 с;
Афанасьєв В. В. Вишневський Ю. І. Повітряні вимикачі. Л. Енергія, Ленінградське відділення, 1981. - 384 с;
Інструкція повітряних вимикачів з повітронаповненим віддільником серії ВВ-330, ВВ-500 і ВВМ-500 - Е. Уралелектротяжмаш, 1985;
Кукеков Г. А. Вимикачі змінного струму високої напруги. Л. Енергія, Ленінградське відділення, 1972. - 336 с;
Довідник по електричним апаратам високої напруги / За редакцією В. В. Афанасьєва. - Л. Енергія, 1987. - 544 с;
Чуніхін А. А. Жаворонков М. А. Апарати високої напруги. М. Вища школа, 1985. - 432 с;
Електричні апарати високої напруги / За редакцією Г. Н. Александрова. - Л. Вища школа, 1989. - 344 с.
Overview надкрітіческіх Режим
пневматика
Sheet 1: надкрітіческіх Режим