Chương 3 : tính toán mạch vòng dẫn điện

Mạch vòng dẫn điện của máy ngắt là tổng hợp của các phần tử dẫn điện nh- thanh dẫn, xà ngang, dây nối mền, tiếp điểm động, tiếp điểm tĩnh. Trong quá trình làm việc các phần tử này sẽ bị phát nóng, nguyên nhân là do: Khi có dòng điện chạy qua các phần tử đều có điện trở và chỗ tiếp xúc còn có điện trở tiếp xúc. Nếu điện trở càng lớn, dòng điện càng lớn thì sự phát nóng càng nhiều, biểu thị của sự phát nóng là năng l-ợng nhiệt ( Q= I 2 .R...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chương 3 :tính toán mạch vòng dẫn điện Ch-¬ng iii tÝnh to¸n m¹ch vßng dÉn ®iÖnI) Kh¸i qu¸t chung: M¹ch vßng dÉn ®iÖn cña m¸y ng¾t lµ tæng hîp cña c¸c phÇn tö dÉn ®iÖnnh- thanh dÉn, xµ ngang, d©y nèi mÒn, tiÕp ®iÓm ®éng, tiÕp ®iÓm tÜnh. Trongqu¸ tr×nh lµm viÖc c¸c phÇn tö nµy sÏ bÞ ph¸t nãng, nguyªn nh©n lµ do: Khicã dßng ®iÖn ch¹y qua c¸c phÇn tö ®Òu cã ®iÖn trë vµ chç tiÕp xóc cßn cã®iÖn trë tiÕp xóc. NÕu ®iÖn trë cµng lín, dßng ®iÖn cµng lín th× sù ph¸t nãngcµng nhiÒu, biÓu thÞ cña sù ph¸t nãng lµ n¨ng l-îng nhiÖt ( Q= I 2 .R ). NhiÖm vô thiÕt kÕ tÝnh to¸n m¹ch vßng dÉn ®iÖn lµ ph¶i x¸c ®Þnh kÝchth-íc cña c¸c chi tiÕt mach vßng dÉn ®iÖn. TiÕt diÖn vµ kÝch th-íc cña c¸cchi tiÕt sÏ quyÕt ®Þnh c¬ cÊu cña m¹ch vßng dÉn ®iÖn. Khi thiÕt kÕ tÝnh to¸n m¹ch vßng dÉn ®iÖn cña m¸y ng¾t cÇn chó ý: Dom¸y ng¾t lµm viÖc víi dßng ®iÖn vµ ®iÖn ¸p cao nªn c¸c t¸c t¸c ®éng nhiÖt vµc¸c t¸c ®éng ®iÖn ®éng lµ rÊt lín sÏ g©y ra ph¸t nãng tõng bé phËn vµ g©y raphô t¶i ®iªn ®éng lín qu¸ kh¶ n¨ng cho phÐp. T¸c ®éng nhiÖt vµ c¸c t¸c ®éngnhiÖt qu¸ lín lµ nguyªn nh©n ph¸ sù lµm viÖc b×nh th-êng cña mµy ng¾t. Trong thùc tÕ, ngoµi chÕ ®é lµm viÖc b×nh th-êng cã nghÜa lµm viÖc víidßng ®Þnh møc ( Idm ) m¸y ng¾t cßn lµm viÖc víi dßng ng¾n m¹ch trong thêigian rÊt ng¾n ( 5 – 10 s ) . MÆc dï khi cã sù cè bé truyÒn ®éng nhanh chãngng¾t m¹ch trong thêi gian rÊt ng¾n nh-ng víi thêi gian ®ã còng ®ñ ®Ó lµmnãng c¸c bé phËn mang ®iÖn cña m¸y ng¾t. §Ó ®¶m b¶o an toµn cho m¸yng¾t lµm viÖc th× ph¶i chän h×nh d¸ng, kÝch th-íc kÕt cÊu cña bé phËn dÉn®iÖn sao cho phï hîp ®Ó sù ph¸t nãng cña chóng kh«ng v-ît qu¸ nhiÖt ®écho phÐp. Nõu nhiÖt ®é ph¸t nãng cña chóng lín h¬n nhiÖt ®é cho phÐp th×chóng sÏ h- háng, c¸ch ®iÖn chãng giµ cçi vµ dÉn ®Õn tuæi thä m¸y gi¶m.§èi víi tiÕp ®iÓm th× sÏ bÞ hµn dÝnh, ch¶y mßn tiÕp ®iÓm. Yªu cÇu cña m¹ch vßng dÉn ®iÖn: + Víi dßng ®iªn ®Þnh møc ch¶y trong m¹ch vßng dÉn ®iÖn th× nhiÖt ®éph¸t nãng cña chi tiÕt m¹ch vßng kh«ng ®-îc v-ît qu¸ nhiÖt ®é cho phÐp. + ChÞu ®-îc dßng ®iÖn ng¾n m¹ch trong nh÷ng thêi gian nhÊt ®Þnh. + Lùa ®iÖn ®éng sinh ra khi cã dßng ng¾n m¹ch ch¹y qua kh«ng ph¸háng kÕt cÊu cña m¹ch vßng dÉn ®iÖn.II) §Çu nèi. §Çu nèi tiÕp xóc lµ phÇn tö quan träng cña khÝ cô ®iÖn nãi chung vµ m¸yng¾t nãi riªng, nã cã t¸c dông nèi c¸c bé phËn dÉn ®iÖn ®Ó ®-a ®iÖn vµo . DovËy khi thiÕt kÕ cÇn chó ý ®Çu nèi cho phï hîp ®Æc biÖt lµ trong cao ¸p. Cã thÓ chia ®Çu nèi lµm hai lo¹i . + C¸c cùc ®Ó nèi víi d©y dÉn bªn ngoµi + Mèi nèi c¸c bé phËn bªn trong m¹ch vßng dÉn ®iÖn C¸c yªu cÇu ®ãi víi mèi nèi: + §Çu nèi ph¶i ®¶m b¶o ®ñ ®é bÒn nhiÖt vµ ®é bÒn ®iÖn ®éng + N¨ng l-îng tæn hao nhá + §¶m b¶o Rtx< [ Rtx ] - ®iÖn trë tiÕp xóc cho phÐp + ë chÕ ®é lµm viÖc dµi h¹n nhiÖt ®é lµm viÖc kh«ng v-ît qu¸ nhiÖt ®écho phÐp* TÝnh to¸n lùa chän mèi nèi Tõ s¬ ®å m¸y ng¾t ®· chän ta cã kÕt cÊu cña c¸c mèi nèi nh- sau ViÖc lùa chén kÝch th-íc mèi nèi phô thuéc vµo dßng lµm viÖc ®Þnh møccña khÝ cô ®iÖn: Víi dßng ®Þnh møc Idm = 1000A tra b¶ng 2-19TKKC§HA chän mèi nèid¹ng bu l«ng b»ng thÐp kh«ng dÉn ®iÖn cã ®-êng kÝnh hÖ ren lµ 4x16mmIII) TÝnh to¸n thanh dÉn Víi kÕt cÊu chän nh- trªn, than dÉn trong m¸y ng¾t ®-îc lµm b»ng ®ångkÐo nguéi. C¸c th«ng sè cña ®ång kÐo nguéi: Ký hiÖu Khèi l-îng riªng (  ) 8,9 g/cm 3 NhiÖt ®é nãng ch¶y (  nc ) 1083  C §iÖn trë suÊt ë 0  C (  0 ) 1,75. 10 8 (  m ) §é dÉn nhiÖt (  ) 393 ( W/m  C ) §é cøng Briven ( HB ) 80 – 120 ( kg/cm 2 ) HÖ sè tû nhiÖt (  ) 10-4 ( 1/  C ) HÖ sè nhiÖt ®iÖn trë (  ) 0,0043 ( 1/  C ) NhiÖt ®é lµm viÖc cho phÐp cña ®ång trong ch©n kh«ng lµ: [  ] = ( 75  C )1) TÝnh to¸n thanh dÉn tÜnh Thanh dÉn tÜnh g¾n víi tiÕp ®iÓm tÜnh cã kÕt cÊu d¹ng thanh trßn* TÝnh to¸n thanh dÉn ë chÕ ®é dµi h¹n. ChÕ ®é lµm viÑc dµi h¹n cã dßng ®iÖn ®Þnh møc ch¶y qua thanh dÉn, ®Óm¸y ng¾t lµm viÖc b×nh th-êng th× nhiÖt ®é thanh dÉn kh«ng v-ît qu¸ nhiÖt®é cho phÐp: cp = 75  C ChÕ ®é lµm viÖc dµi h¹n khi cã dßng ®iÖn ®Þnh møc ®i qua, do thanh dÉncã ®iÖn trë nªn bÞ ph¸t nãng, ta coi nhiÖt l-îng sin ra bÞ to¶ hoµn toµn ra m«itr-êng xung quanh. Ph-¬ng tr×nh c©n b»ng nhiÖt: K T .S J 2 dm .  = (   0 ) ( 3- 1) F Víi Jdm : lµ mËt ®é dßng ®iÖn ®Þnh møc: Jdm = Idm/F ( 3- 2 ) KT : lµ hÖ sè to¶ nhiÖt cña thanh dÉn, thanh dÉn ®ång lµm viÖc th¼ng®ømg th× KT = 6 – 9 [ W/ mm 2  C ] Chän KT = 8 .10 6 [ W/ mm 2  C ]S : lµ chu vi to¶ nhiÖt cña thanh dÉn [mm]F: lµ tiÕt diÖn thanh dÉn [mm 2 ] lµ nhiÖt ®é cña thanh dÉn ë chÕ ®é lµm viÖc dµi [  C ] Trong ch©n kh«ng ta chän nhiÖt ®é lµm cña thanh dÉn lµ:  = 70  C  0 lµ nhiÖt ®é cña m«i tr-¬ng xung quanh:  0 = 40 [  C ] ...