Повышение эффективности контактно-дугогасительных систем сильноточных коммутационных аппаратов с удлиняющейся дугой

• Автор: Воронин, Александр Анатольевич
• Шифр специальности: 05.09.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 198 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДУЕИ В КОММУТАЦИОННЫХ МНОГОСТАДИЙНЫХ ПРОЦЕССАХ

1.1. Интегральные динамические модели электрической дуги

1.1.1. Динамические модели дуги с постоянными параметрами

1.1.2. Динамические модели дуги с переменными параметрами

1.1.3. Динамические модели дуги с изменяющимися геометрическими размерами

1.2. Методы определения параметров моделей электрической дуги

1.2.1. Определение параметров моделей электрической дуги по

специально спланированным опытам

1.2.2. Идентификация параметров моделей электрической дуги
1.3. Устойчивость электродуговых систем по первому приближению
1.4. Выводы
2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ДУГИ В ДУГОГАСИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ
2.1. Построение математической модели дуги с изменяющимися геометрическими размерами
2.2. Разработка методов определения параметров моделей электрической дуги
2.2.1. Постановка задачи
2.2.2. Особенности применения методов оптимизации для определения параметров моделей электрической дуги
2.3. Алгоритмы определения параметров моделей электрической дуги
2.3.1. Определение интегральных оценок параметров динамических
моделей дуги с постоянными коэффициентами
2.3.2. Определение локальных оценок параметров динамических
моделей дуги с постоянными коэффициентами
2.3.3. Определение интегральных оценок параметров моделей дуги с изменяющимися геометрическими размерами

2.3.4. Определение локальных оценок параметров моделей дуги с изменяющимися геометрическими размерами
2.3.5. Проверка адекватности модели дуги
2.4. Выводы
3. РЕЖИМЫ КОНТАКТНО-ДУГОГАСИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ ПРИ МНОГОСТАДИЙНОЙ КОММУТАЦИИ
3.1. Определение условий реализации стадии растяжения параллельных
дуг в процессе коммутации
3.2. Существенность малых параметров
3.3. Критерии устойчивости параллельных дуг
3.4. Выводы
4. РАЗРАБОТКА АППАРАТОВ, ОСУЩЕСТВЛЯЮЩИХ ПЕРИОДИЧЕСКУЮ КОММУТАЦИЮ ЦЕПИ
4.1. Струйные частотные коммутаторы
4.2. Частотные коммутаторы со скользящим контактом
4.3. Частотные коммутаторы с катящим контактом
4.4. Расчет основных параметров контактно-дугогасительных систем
частотных коммутаторов
4.4.1. Оценка токонесущей способности струи жидкого металла
4.4.2. Расчет электродинамической устойчивости струи жидкого металла
4.5. Выводы
5. РАСЧЕТ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СИЛЬНОТОЧНЫХ КОММУТАЦИОННЫХ АППАРАТОВ С ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИМИ КОНТАКТАМИ
5.1. Экспериментальное исследование и расчет частотных коммутаторов
5.1.1. Оптимизация параметров струйного частотного коммутатора
5.1.2. Частотный коммутатор с композиционным скользящим контактом
5.1.3. Частотный коммутатор с герметизацией контактной системы
5.1.4. Частотный коммутатор со скользящим жидкометаллическим контактом
5.2. Расчет и экспериментальное исследование сильноточного шунтирующего
выключателя с жидкометаллическими контактами

5.2.1. Разработка и исследование сильноточного шунтирующего выключателя мостикового типа с жидкометаллическими контактами
5.2.2. Оптимизация контактно-дугогасительной системы шунтирующего выключателя
5.3. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Программа для расчета параметров дуги модели Майра
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Программа для расчета параметров дуги модели
с изменяющейся длиной
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Определение коэффициентов характеристических уравнений.. 188 ПРИЛОЖЕНИЕ 4 Документы о внедрении результатов диссертационной
работы
где р — р (х, у, z, t) — плотность, кг/м3; h — энтальпия, Дж/кг; v/2 - кинетическая энергия единицы массы, Дж/кг;
D/Dt - субстанциональная производная;
Е2 <тэ - мощность, подводимая к единице объема столба дуги от внешних источников, Вт/м3;
Pv - объемная мощность излучения, Вт/м3;
qx ~ потери через теплопроводность, Вт/м3;
qK - потери конвекцией, Вт/м3;
qT - потери при турбулентном теплообмене, Вт/м3;
qMex - эквивалентные потери работы расширения, Вт/м3;
дд - потери на диссипацию Вт/м3.
Из уравнения (2.1) следует, что изменение внутренней энергии дуги равно алгебраической сумме энергий, которыми обменивается дуга с окружающей ее средой и энергии подводимой к дуге цепью.
Переходя к интегральной модели, уравнение (2.1) обычно представляют в следующем виде:
= U-I-P , (2.2)

где Q - теплосодержание дуги Дж;
U — напряжение дуги, В;
/-ток дуги А;
Р - отводимая от ствола дуги мощность, Вт.
В уравнении (2.2) объединены все составляющие потерь мощности из уравнения (2.1). Уравнение (2.2) отличается от аналогичного уравнения теплового баланса, приводимого Майром [12], тем, что величина теплоотвода от ствола дуги Р не считается постоянной величиной при гашении дуги. Кроме того, теплоотвод осуществляется не только посредством теплопроводности, но и при помощи других видов теплообмена.