ОЦЕНКА РАБОТЫ ДУГОГАСИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ КОНТАКТОРА LC1D150 ФИРМЫ TELEMECANIQUE Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

ОЦЕНКА РАБОТЫ ДУГОГАСИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ КОНТАКТОРА LC1D150 ФИРМЫ

TELEMECANIQUE

Кириллов И.В.

АО «УАПО», инженер-конструктор Апальков Р.Г. АО «УАПО», инженер-схемотехник Рахманов И.

НИУМЭИ, студент

IDENTIFICATION OF THE OPERABILITY OF THE EXTINGUISHING SYSTEM OF THE CONTACTOR LC1D150 FROM TELEMECANIQUE

Kirillov I.,

JSC "UAPO", design engineer Apalkov R., JSC "UAPO", circuit engineer Rakhmanov I.

NRUMPEI, student

Аннотация

Настоящая работа посвящена исследованию контактора LC1D150 фирмы Telemecanique, а именно исследованию его дугогасительной системы. Данный контактор давно снят с производства. Однако же, некоторые образцы работают и по сей день. Целью настоящего исследования является оценка работоспособности дугогасительной системы контактора LC1D150 и её характеристик. Гипотеза настоящего исследования сводится к тому, что при должных параметрах системы дугогашения, - электрическая дуга в контактном промежутке должна гаснуть при одном повторном зажигании электрической дуги. Методика проведения исследования сводится к снятию параметров дугогасительной системы экспериментальным путём, произведению расчётов согласно полученным данным и расшифровке полученных осциллограмм тока и скорости размыкания контактов.

Abstract

This work is devoted to the study of the contactor LC1D150 by Telemecanique, namely, the study of its arc-extinguishing system. This contactor has long been discontinued. However, some samples still work to this day. The purpose of this study is to evaluate the efficiency of the arc extinguishing system of the LC1D150 contactor and its characteristics. The hypothesis of this study boils down to the fact that with the proper parameters of the arc extinguishing system, the electric arc in the contact gap should go out with one re-ignition of the electric arc. The method of conducting the study is reduced to removing the parameters of the arc-extinguishing system experimentally, making calculations according to the data obtained and deciphering the received oscillograms of the current and the contact opening rate.

Ключевые слова: Контактор LC1D150 Telemeqanique, дугогасительная система.

Keywords: Contactor LC1D150 Telemeqanique, arc extinguishing system.

В качестве объекта исследования был взят реальный контактор ЬСШ150. Размеры элементов дугогасительной и контактной систем были сняты с исследуемого экземпляра с точностью до одной сотой миллиметра. На рисунке 1 изображён один из трёх полюсов контактной, а вместе с ней и дугогасительной системы. На рисунке 2 изображён блок дугогасительной решётки, которая призвана гасить элекрическую дугу на одной из двух частей контактного промежутка. На рисунке 3 изображена

пластина блока дугогасительной матрицы. И, наконец, на рисунке 4 изображена матрица дугогаси-тельных блоков, она же представляет всю дугогога-сительную систему, в целом, за исключением шести её элементов, поскольку сами контактны контактора, неподвижные контакты, служат также и для съёма электрической дуги с поверхности цилиндрических контактных напаек в пространство дугогасительных блоков.

Рисунок 23 Блок ДГР контактора ЬСЮ150

Рисунок 25 Матрица блоков ДГР

Главным аспектом настоящего исследования являются диаграммы включения и отключения исследуемого контактора. При снятии этих диаграмм были зафиксированы зависимости тока катушки контактора и перемещения контактов. Эти зависимости позволяют судить о скорости размыкания межконтактного промежутка. Этот параметр очень важен для определения восстанавливающейся

прочности межконтактного промежутка при размыкании контактов. Это так, поскольку чем больше скорость размыкания контактов, тем меньше повторных зажиганий дуги может произойти в процессе отключения контактора. На рисунке 5 и 6 продемонстрированы выше отмеченные зависимости, соответственно.

Рисунок 26 Осциллограмма включения

I 5.00U СН2- 2.00U Time Ю.Мм »161.2м

Рисунок 27 Осциллограмма отключения

Согласно рисунку 5, ток включения составляет 15 Вольт разделённые на 20.5 Ом. Потому как сама осциллограмма проградуирована в Вольтах. В этой связи был задействован шунт, сопротивление которого равно 20.5 Ом. Отсюда получается, что ток равняется 15 Вольт, делённые на 20.5 Ом. Или же 0.732 А в амплитуде и 0.52 А в действующем значении.

С учётом двукратного множителя, который был установлен на осциллографе, указанные значения тока равны 1.46 А и 1,04 А, соответственно. В технической документации на контактор ЬСШ150 указано значение 1.27 А в амплитуде. При этом, ток удержания составил в амплитудном значении

своём 0.15 А. Действующее значение составило 0.1 А. Действующее значение, которое указано в технической документации равняется 0.08 А. Длительность включения составила 11,4 мс при заявленных в технической документации12 мс. Длительность отключения составила 24,2 мс.

При отключении тока катушки, - присутствует остаточная намагниченность, которая тормозит якорь контактора, что вызывает задержку отвода подвижного контакта (ПК) от неподвижного контакта (НК). Момент начала движения контактов - 3 мс. Момент останова (замыкания) контактов, - 9,6 мс Таким образом, ПК находились в движении 6.6 мс, в то время как само включение произошло за

12мс - это почти в двое больше. Такая разница во времени между процессом замыкания контактов и включения, в целом, обуславливается наличием переходного процесса при включении аппарата, именно по завершении переходного процесса аппарат считается включённым, сработавшим.

Причина того, что перемещение при обратном ходе якоря занимает большее количество времени, чем при прямом достаточно очевидна. При прямом ходе якоря на него действует сила собственной тяжести, сила тяжести других подвижных частей и сила, которая задаёт тяговую характеристику электромагнита по направлению хода якоря. Также действует и сила возвратной пружины в обратном направлении. При обратном же ходе, - сила, задающая тяговую характеристику, отсутствует. При этом действует всё та же сила тяжести, но уже в направлении противоположном по отношению к ходу якоря, а сила возвратной пружины уже направлена по ходу движения якоря. Учитывая тот факт, что по модулю своему сила, задающая тяговую характеристику самая большая, то быстродействие лучше в случае прямого хода якоря. В доказательство этому можно обратиться к сравнению проиводействующей и тяговой характеристики. По определению, - тяговая характеристика лежит выше, чем противодействующая, а это значит, что модуль силы, задающей тяговую характеристику больше, чем модуль силы возвратной пружины. Этим и объясняется разница во времени перемещения при включении и выключении контактора. Поскольку индуктивность (катушка контактора) элемент инерционный, - наблюдается задержка обратного хода якоря. Запасённая энергия в катушке не может исчезнуть моментально, для этого требуется некоторое время. После того, как остаточная намагниченность уходит из электромагнита, - начинается обратный ход контактов. Вообще говоря, это явление обуславливается гистерезисом ферромагнитного материала, из которого сделан сердечник (якорь) контактора. При процессе размыкания контактов якорь находится в самом нижнем своём положении, его зазор минимален. Именно положение якоря с минимальным зазором сопровождается максимальной величиной магнитной индукции, причём при отключении питания цепи управления контактора, - величина вектора магнитной индукции не будет равна нулю сразу, должно пройти некоторое время, прежде чем якорь размагнитится и позволит подвижным контактам совершить обратный ход.

Из проведённого эксперимента следует, что процесс отключения длится 24.2 мс, что удовлетворяет данным технической документации.

Теоретическая проверка на предмет количества повторных зажиганий

Сперва необходимо определить напряжённость магнитного поля между контактами контактора на половину полюса.

Определение магнитной индукции и магнитной напряжённости между контактами согласно пособию по электрическим аппаратам [1] может быть осуществлено посрдеством выражения 1 и 2.

B =

ИЛ

(1)

2n(D + l) 4п •10-7

1500

10-

= 0,04 Тл

2

2

Где:

1д — ток дуги, его условно заданное значение D — Диаметр контактной напайки (измерен при обмерке аппарата)

5 — расстояние между контактами (измерено при обмерке аппарата)

Между магнитной напряжённостью поля и его индукцией существует известная связь, которая показана выражением.

В = ИоН (2)

B

H = — = ■

4п • 10-

0,04 А А

= 31830.9— = 318.309 —

м

см

Далее, необходимо определить скорость движения дуги. Это возможно сделать при использовании выражения 3.

" (3)

Уд = 41,2

\

1н •

H2

(1 + 0,4 • H0'3)2

Уд = 41,2

\

1н-Н2

(1 + 0,4 • H0'3)2

= 41,2 •

N

1500 • 318.312

(1 + 0,4 • 318.310'3)2

см

= 10066.54 — c

Уд = 100.7 м/с

После определения скорости дуги, необходимо определить её диамер. Именно этот параметр дуги играет одну из решающих ролей при гашении дуги, потому как от него зависит конфигурация дугогаси-тельного устройства.

Согласно труду Брона О.Б. - диаметр движущейся дуги со скоростью V определяется выражением 4:

Поскольку, скорость берется как Уд =см/с, то:

d = 0.8

\

N

1500

10000.7

= 0,395 см

(4)

Также стоит учесть скорость ионов в контактном промежутке. Это можно сделать посредством выражения 4.

Поскольку контакты выполнены из металлокерамики, состоящей из серебра и оксида Кадмия, масса иона в промежутке равна М=179,10-24г, Постоянная Больцмана к = 1,3810-23Дж/К. Т = 40000 К (температура внешней проводящей изотермы дуги).

3

3

In

У

д

v =

3kT

3 • 1,38 • 10-

■4000

179,1 • 10см

= 30,4 — c

Зная выше рассчитанные параметры, возможно определение времени гашения дуги. Оно может быть определено согласно выражению 5. Определение времени гашения дуги

t =

4V

vSn

Где - - объём дугогасительной камеры (определён при обмерке аппарата); 5ос - площадь осаждения ионов (определена при обмерке аппарата), V - скорость ионов; Sос = 3149.3 • 10-6м2; V™ = 1.43 • 10-6м3

t=

4V

4 • 1.43 • 10-

vS0C 30,4 • 10-2 • 3149.3 • 10-

(4) Из проведённого опыта следует, что система

дугогашения работает исправно. Время дугогаше-ния позволяет дуге зажечься ещё раз, но не более. Таким образом можно наблюдать лишь одно повторное зажигание, что удовлетворяет условиям дугогашения.

Список литературы

1. Сахаров П.В. Проектирование электрических аппаратов (Общие вопросы проектирования) 544 с.

2. Залесский А.М. Электрическая дуга отключения. Государственное энергетическое издательство. 1963 - 266 с.

3. Задачник по электрическим аппаратам. Бут-кевич Г.В, Дегтярь В.Г., Сливинская А.Г.

4. Сахаров П.В. Проектирование электрических аппаратов. Учебное пособие для студентов электротехнических вузов. 1971.

= 13.1 мс 5. Брон О.Б. Электрическая дуга в аппаратах

управления государственное энергетическое издательство 1954, 532 с

(4)

FEATURES OF THE CONSTRUCTION OF MONOLITHIC HOUSES

Serdyuchenko V.,

3rd year student of the faculty of architecture and construction

Gorodetsky I.

3rd year student of the faculty of architecture and construction Kuban state agrarian university named after I. T. Trubilin

6

6

Abstract

This article discusses the features of the construction of monolithic houses, their pros and cons, types, technologies and stages of construction. The article also discusses the technology of installing formwork for the construction of monolithic houses and its types. It was found that monolithic houses are more reliable and durable compared to brick houses and can have a different architectural configuration, unlike panel houses.

Keywords: monolith, monolithic house, panel house, brick house, concrete, reinforcement, frame, formwork.

Monolithic construction technology is now actively used in the construction of residential and nonresidential buildings. It is optimally suited for both 1-2-storey cottages and skyscrapers. Very often monolithic houses are chosen by developers of cottage settlements.

A monolithic house is an integral structure [1, p. 32]. When erecting its load-bearing elements, blocks, panels, and bricks are not used, so there are no masonry seams. At the locations of the frame and floors, a form-work is installed, into which concrete is poured. If we are talking about load-bearing structures, they are additionally reinforced. The bars of the reinforcement are placed inside the formwork.

Advantages of building monolithic houses:

- speed of construction - even an impressive multi-storey house can be built in 1 -2 years, and a cottage in just 2-3 months, including the arrangement of the foundation;

- extensive architectural possibilities - thanks to modern formwork, it is possible to fill in any elements of complexity, size and shape [2, p. 46];

- saving costs for the construction of the foundation - in monolithic structures, the load is distributed

evenly to all load - bearing structures, so you can use a lightweight foundation;

- relatively low weight of monolithic structures -the technology is suitable even for construction on sites with heaving or unstable soils, if necessary, piles are installed under the foundation;

- simple redevelopment - during operation, the property can be changed for certain tasks, for example, to divide the premises into separate rooms or, conversely, to combine them, without significantly reducing the load-bearing characteristics of structures:

- long service life - more than 150 years, walls without seams are less destroyed under the influence of the environment;

- high strength and stability - monolithic houses are suitable for regions with high seismic activity, withstand earthquakes up to 8 points;

- increase in useful area - by 10-15% compared to the use of other construction technologies;

- minimal shrinkage - takes no more than 1 month, after which you can immediately lay engineering communications, install windows, doors, perform repairs and put the house into operation;