Автоматический выключатель для применения в системах с автоматическим повторным включением на ток 3200А, напряжение до 400В переменного тока.

Содержание
Аннотация
I Введение
II. Основные требования, предъявляемые к автоматическим выключателям.
III Способы селективной защиты.
IV. Рассмотрение различных способов выполнения АПВ и обоснования выбранного способа
Обзор устройств управления с селективным включением АВ.
V. Функциональная схема устройства управления по величине тока в шунтирующей цепи
VI. Описание конструкции существующих автоматических выключателей.
Назначение автоматов.
Описание конструкции.
Контактная часть автоматов
Дугогасительное устройство
Привод автомата
Механизм свободного расцепления.
VII. Принципиальная схема цепи управления моторным приводом переменного тока ускоренного включения
Расчёт механических характеристик привода и автомата.
Расчёт механических характеристик при I = Iнам = 3200А.
Расчёт тяговой характеристики привода
Программа расчёта тяговой характеристики привода
Тепловой расчёт контактной системы при I=Iн I=Iк.з.
Расчёт сопротивления контактов.
I/ Главные контакты.
Определение сопротивления ролика
Дугогасительные контакты
Определение сопротивления цепи дугогасительного контакта
Тепловой расчет
Расчёт перегрева дугогасительных контактов.
Тепловой расчёт при нагреве током короткого замыкания
Описание спроектированного выключателя.
Разработка технологического процесса изготовления основного неподвижного контакта.
Литьё по выплавляемым моделям.
VIII. Технико – экономическое обоснование проекта.
Выбор и обоснование аналогов.
Расчёт капитальных вложений ( расчёт себестоимости).
Расчет надежности автоматического выключателя
IX. Техника безопасности при обслуживании автоматических выключателей.
Противопожарные мероприятия.
X. Заключение
Перечень использованной литературы.

Автоматический выключатель для применения в системах с автоматическим повторным включением на ток 3200А, напряжение до 400В переменного тока.

0,03-0,04
0,018-0,03
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
2,58-3,18
2,95-3,6
2,81-3,42
2,22-2,72
0,18
0,29
0,48
0,74
1,07
2,25
2,3
2,0
1,71
1,59
4,85
5,42
5,28
4,74
„М1” – моменты сопротивления от отключающей пружины со стороны механизма свободного расцепления.
„М2” – моменты сопротивления со стороны пристроек.
„М3” – моменты сопротивления от пружины дугогасительных контактов.
„М4” – моменты сопротивления от вибрационных пружин.
„М5” – моменты сопротивления от пружин главных контактов.
Пересчет момента сопротивления с контактного вала на включающий ( см. кинематику пересчёта рис.8 ).
Момент сопротивления на включающем валу определяется по формуле.
 , где
hв. в. и hк. в. – плечи приложенная сил.
Расчётные данные заносим в таблицу 7.
Таблица 7.
L0конт. в
L0вкл. в
hк. в.
hв. в
Мв. в.
Мк. в.
7
14
22
29
35
38
43
47
51
55
60
65
5,5
11
16
23
28
32
36
41
46
52
64
96
0,031
0,032
0,034
0,0340,034
0,034
0,034
0,034
0,034
0,033
0,033
0,033
0,032
0,032
0,047
0,046
0,044
0,041
0,038
0,035
0,033
0,03
0,03
0,028
0,025
0,021
0,125
0,244-0,28
0,35-0,4
0,52-0,63
0,74-0,9
1,0-1,2
1,85-2,3
1,8-2,2
1,45-1,78
1,1-1,33
3,0-3,68
2,8-3,4
1,7-2,0
0,16-0,18
0,25-0,3
0,4-0,98
0,6-0,74
0,89-1,07
1,79-2,25
1,85-2,3
1,64-2,02
1,33-1,59
3,97-4,86
4,46-5,41
4,37-5,29
3,9-4,74
По расчётным данным строим механическую характеристику.
Расчёт механических характеристик при I = Iнам = 3200А.
Из данных завода „Электросила” коэффициент контура Fк = 756
Fк = 756 t2 · 10-10( H )
Fк = 756 · ( 3200 )2 · 10-10 = 0.77 ( H )
В одном полюсе выключателя три параллельных контакта и величина тока распределяется по этим контактам.
Величина с усилием контактных пружин распределяется  = 0,256 ( H).
Величина незначительна и расчёт дальше не веду.
Расчёт тяговой характеристики привода
Расчёт тяговой характеристики привода веду из условия установки двух включающих пружин. Наибольший момент сопротивления получается в момент касания главных контактов, когда включающий вал повернётся на угол Ѳ = 490.
Тяговая характеристика при любом положении поворота включающего вала должна быть выше механической характеристики. Приводной вал поворачивается на угол β = 370, а включающий вал на угол Ѳ = 900.
Данные пружины:
n =18
Lсв = 143 мм
Lвст. = 202 мм
d = 6мм
D = 38 мм, где
„n” – число активных витков
„Lсв.” – свободная длина пружины.
„Lвстр.” – встроенная длина пружины.
„d” – диаметр проволоки.
„D” – диаметр пружины.
Определяем жёсткость пружины
Суммарная жёсткость пружин
С = 5 
Определяю силу, создаваемую пружиной:
P = C · ∆? , где
∆? – деформация пружин
∆? = Lвстр. – Lсв. = 202 – 143 = 59 мм
P = 59 · 5 = 295 кг
Определяю момент на приводном валу – (· ) D1 от включающих пружин ( рис. )
М = P · h = 295 · 55 = 16,1 кг. м.
h – плечо на линию действия силы.
Для остальных значений угла поворота приводного вала расчёт аналогичен, расчётные данные сведены в таблицу
Β – угол поворота вала, град
∆?, мм
Усилие от двух пружин, D, кг
H, мм
М, кгм
59
295
55
16,1
1
59
295
55
16,1
2
58
290
56
15,95
3
56,5
283
56,2
15,6
3,5
56
280
56,5
15,55
4
55,5
277
57
15,4
5,5
54
270
57,5
15,25
7
53
265
58
15,1
8
52
260
58,2
14,9
10
51
255
59
14,8
11
48,5
242
59,5
14,15
12,5
47
235
60
14
16
43
220
61
13,4
17
42,5
212
61,2
13
19
40
200
61,5
12,3
24
34
170
62,8
10,7
30,5
27,5
137,5
63,5
8,7
34
24
120
64
7,7
37
20
100
63,5
6,35
По данным таблицы строим тяговую характеристику.
??????????????????????РИСУНОК????????????????????????
??????????????????????РИСУНОК????????????????????????
Программа расчёта тяговой характеристики привода
F ПРГ
„4” 01. ИПЧ 02. F ху 03. ИПЬ 04. „Х” 05. „8” 06. „÷” 07. ИП1 08. „÷” 09. П7 10. „3” 11. ИП5 12. F ху 13. ИП7 14. „” 15.,,3” 16.,,2” 17.,,х” 18.ПА 19.СП 20.ИП321 21. ИП2 22.,,-“ 23. СП 24.ИПА 25.,,х”26.СП 27. ИП8 28.,,х” 29. СП
FABT
Ввод данных в память
ВОСП- запуск программы
П1-n
П2-Lсв
П3-Lвст
П4- d
П5- D
П6-G
П8-h
Тепловой расчёт контактной системы при I=Iн I=Iк.з.
Главные контакты предохраняются от обгорания наличием дугогасительных контактов, которые замыкаются первыми, а размыкаются последними.
Расчёт сопротивления контактов.
I/ Главные контакты.
Главные неподвижные контакты в точке касания с подвижными контактами изготовляются из пластин чистого серебра. Ролик главного подвижного контакта- медный, октаноновый по контактной части серебром толщиной 1 мм.
Переходное сопротивление определяется по формуле:
Rк=, где ,
Rк” - переходное сопротивление контакта.
,,m”- const, зависящая от формы контакта. Для линейного контакта m = 0,5.
,,ε” – const, зависящая от материала контакта. Для серебра ε = 0,49 · 10-4
,,Рк”- сила нажатия в месте контакта. Сила пружин Рпр = /14÷17/кг.
Сила, действующая на пару роликов:
Рк =  ,где
h01 и h02 – плечи приложения силы от пружины
Рк ==100H
На каждый ролик действует сила
Рр==50H
??????????????77Рисунок 18?????????????????
Кинематика контактной системы.
Из кинематики контактной системы определили нажатие в контактной точке:
Рк’ =  ; Рк” =  ,где ,углы действия сил.
,
Рк’ =  =74,3 Н; Рк’ =  =81,6 Н
Переходное сопротивление главного контакта
Rк1= = 5,86 Ом
Rк2= = 5,425 Ом
Определение сопротивления ролика
Представим ролик, состоящий из четырех параллельных ветвей
????????????????Рисунок?????????????????????????????
Длина каждой ветви:
=3,33 см, =2,68 см, =3,7 см, =4,95 см
Ширина ролика = 18 мм.
Сечение ветвей равны:
S 1, 4 = 1,81,5 = 27 мм2
S 3, 2 = 1,87,7 = 135 мм2
Сопротивление ветвей ролика:
r1=0,0165  = 20,3  10-4 Ом
r2=0,0175  = 3,45  10-4 Ом
r3=0,0175  = 4,77  10-4 Ом
r4=0,0165  = 36,2  10-4 Ом
Общее сопротивление  =  = 1,7210-6 Ом
Полное сопротивление ролика
Rр.n. = (11,1 + 1,76)10-6 = 6,4110-6 Ом
Дугогасительные контакты
Сила в контактной точке
PK =  ,где
“Pд” – сила, создаваемая пружиной на дугогасительном контакте.
h3 и h4 – плечи, приложение сил
Pк =  = 12,3 H
Переходное сопротивление контакта
Rк =; ε = 1,310-4; m=0,5
Rк = = 3,710-5 Ом
Определение сопротивления цепи дугогасительного контакта
Полное сопротивление дугогасительного контакта можно выразить формулой:
Rд.к. =