Предварительная подготовка
Перед выполнением практического занятия студент должен:
Ø самостоятельно изучить методические рекомендации по проведению практического занятия;
Ø повторить теоретический материал, связанный с выполнением практического занятия.
Порядок выполнения работы
Задача 1
Определить скорость движения дуги между круглыми медными шинами диаметром d=2r= 20мм, по которым протекает ток Iд=1500А. Расстояние между шинами δ=10мм (см. рис.7). Шины находятся в воздухе, магнитная проницаемость которого µ0=4π∙10-7 Гн/м.
Примечание. Для определения силы, действующей на дугу, и скорости движения дуги между шинами необходимо знать величину магнитной индукции между шинами. Принять за расчетное значение индукции ее величину в средней точке между шинами:
Вср=µ0Iд[2π (r +δ/2)] и по формуле (3) определить скорость перемещения дуги в шинах.
Рисунок 7.
Задача 2
Определить скорость движения открытой (свободной) дуги с током Iд=400А, находящейся в поперечном магнитном поле с индукцией В=0,05Тл. Определить скорость движения дуги по формуле Кукекова (3) и по формуле Брона (4), сопоставить результаты и вычислить среднее значение.
Задача 3
Определить скорость перемещения дуги в узкой щели дугогасительной камеры при условии, что поперечное магнитное поле в камере создается катушкой имеющей w=10 витков и обтекаемой током Iд=400А. Ширина щели, в которую затягивается дуга, δ=2мм. Расстояние между полюсами катушки (воздушный зазор) ∆=2см (см. рис 8).
Примечание. Для решения задачи воспользоваться формулой Кукекова (5), в которой величина индукции в камере В=µ0Iдw/∆, где µ0=4π∙10-7 Гн/м.
Рисунок 8.
Задача 4
Определить энергию, поглощенную дугой постоянного тока при ее гашении, если сопротивление отключаемой цепи R=1Ом, индуктивность цепи L=100мГн, спад тока имеет прямолинейный характер (см. рис.9), время угасания дуги tд=0,1с, напряжение цепи U=200В.
Примечание. Энергию, поглощенную дугой определить по формуле (6). Интеграл может быть вычислен, если задана зависимость изменения тока во времени. По условию задачи ток в зависимости от времени падает по прямой линии, т. е. i=I(1-t/tд), где I=U/R-установившийся ток в цепи, тогда: Ад=UItд/6+LI2/2.
Рисунок 9.
Задача 5
Определить время угасания дуги постоянного тока для двух случаев индуктивности цепи L=10∙10-3Гн и L=0,1∙10-3Гн при условии ∆U=30В (см. рис. 10) остается величиной постоянной. Напряжение источника Uи=400В, сопротивление цепи R=2Ом.
Примечание. Время угасания дуги определить по формуле (7) tд= 
= 
, где I=Uи/R-установившийся ток в цепи.
Рисунок 10.
Задача 6
Определить число железных пластин решетки аппарата постоянного тока для гашения дуги, возникающей на его контактах при напряжении U=440В.
Примечание. При железной решетке дуга, входящая в решетку под влиянием магнитных сил, в средней зоне пластин останавливается, в результате чего образуются сильно нагретые электроды дуги. Сумма катодного и анодного напряжений получается сравнительно небольшой: Uк+Uа≈20÷25В. Таким образом, число пластин решетки m=U/( Uк+Uа )+1. При решении подобных задач для нахождения числа пластин решетки из медных пластин при быстром движении дуги сумма катодного и анодного напряжений может быть повышена до 50В и, следовательно при тех же параметрах число пластин составит уже примерно 10 штук.
Задача 7
Определить число медных пластин дугогасительной решетки аппарата переменного тока, если восстановление напряжения на промежутке происходит с очень высокой скоростью. При этих условиях следует принять пробивное напряжение для единичного промежутка Uпр0=200В. Рабочее напряжение цепи (действующее) 600В.
Примечание. При ряде последовательных промежутков пробивное напряжение между пластинами распределяется неравномерно. При расчетах ради осторожности следует принимать среднее значение пробивного напряжения в 1,5÷2,0 раза меньше, т.е. Uпр0=100В. Тогда число пластин решетки m=1+√2U/Uпр0 .
Содержание отчета
1.Цель занятия.
2.Краткая запись исходных данных каждой задачи.
3.Решение.
4.Рисунки к решению задач.
5.Выводы в форме ответов на следующие вопросы:
1)Какие процессы происходят в дуговом промежутке между расходящимися контактами?
2)При каких условиях возникает тлеющий разряд между расходящимися контактами?
3)При каких условиях возникает дуговой разряд между расходящимися контактами?
4)Назовите условие гашения дуги постоянного тока.
5)Перечислите способы гашения электрической дуги в современных электрических аппаратах.
Контрольные вопросы
1.Что понимают под процессом ионизации?
2.Под действием каких факторов может происходить ионизация газа?
3.Что понимают под процессом деионизации?
4.Что понимают под процессом рекомбинации?
5.Что понимают под процессом диффузии частиц?
6.Какие три характерные области можно выделить в дуговом разряде?
7.Чему равно напряжение на дуге постоянного тока?
8.В каком случае дуга постоянного тока гаснет?
9.В каком случае дуга переменного тока гаснет?
10.Каким образом можно поднять ВАХ дуги постоянного тока?
Литература
1.Родштейн Л.А. Электрические аппараты. - Л.:Энергоиздат, 1989.-304 с.
2.Буткевич Г.В., Дегтярь В.Г., Сливинская А.Г. Задачник по электрическим аппаратам-М.: Высшая школа 1987.-200с.
3. Чунихин А.А. Электрические аппараты.–М.:ООО «ИД Альянс», 2008. -720 с.