Файл: Курсовая работа по дисциплине Электрическое и конструкционное материаловедение.docx
Добавлен: 26.04.2024
Просмотров: 39
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Минобрнауки России
ЮгоЗападный государственный университет
Кафедра электроснабжения
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине «Электрическое и конструкционное материаловедение»
(наименование дисциплины)
на тему «Проводниковые материалы разрывных контактов автоматического воздушного выключателя»
Направление подготовки (специальность) 13.03.02 Электроэнергетика и электротехника
Автор работы Э.Д. Олсен _______________________
(инициалы, фамилия) (подпись, дата)
Группа ЭС-13з
Руководитель работы Н.М. Гайдаш ___________________
(инициалы, фамилия) (подпись, дата)
Работа защищена ________________________
(дата)
Оценка _____________________
Члены комиссии _________________________ ________
(подпись, дата) (инициалы, фамилия)
_________________________ __________
(подпись, дата) (инициалы, фамилия)
_________________________ _______
(подпись, дата) (инициалы, фамилия)
Курск, 2022 г.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение 3
1. Общие сведения об автоматических воздушных выключателях 6
1.1. Сущность, принцип действия и классификация автоматического воздушного выключателя 6
1.2. Область применения, назначение и особенности работы автоматических воздушных выключателей 12
2. Обоснование выбора материала для разрывных контактов автоматического воздушного выключателя 14
2.1. Проводниковые материалы: общие сведения 14
2.2. Материалы для разрывных контактов 20
Заключение 24
Список использованных источников 26
ВВЕДЕНИЕ
С момента изобретения мощных источников тока началась и история развития автоматического выключателя. В чем, собственно, заключается проблема – щелк и все, цепь разомкнута. Но на самом деле все гораздо сложнее. По электрическому проводу может течь огромная, по своей разрушающей возможности, энергия. И именно автоматический выключатель должен сделать разрыв в цепи и при этом остаться неповрежденным.
Энергию короткого замыкания можно примерно оценить, имея точные данные по проекту электроснабжения помещения. Но это будет просто приблизительная оценка. Реальное короткое замыкание в проводке квартиры – это всегда искры, хлопок и обгорание материалов в зоне действия дуги. Именно в таких условиях контакты автоматического выключателя работают и остаются целыми. Это достигается разными способами и путями.
Автоматический воздушный выключатель, содержащий первый и второй силовые выводы для подсоединения к нагрузке и силовой питающей сети, неподвижный и подвижный главные контакты, неподвижный и подвижный дугогасительные контакты, дугогасительную камеру, гибкую связь, электромагнитный привод с механизмом свободного расцепления, реле перегрузки, а также пусковую и остановочную кнопки, при этом неподвижный и подвижный дугогасительный контакты соединены соответственно с неподвижным и подвижным главными контактами, дугогасительная камера соединена с дугогасительными контактами, главный неподвижный контакт соединен с первым силовым выводом и жестко связан с изолированным корпусом, главный подвижный контакт соединен с первым концом гибкой связи, реле перегрузки, пусковая и остановочная кнопки связаны с электромагнитным приводом и механизмом свободного расцепления, при этом неподвижный и подвижный главные контакты выполнены из проводникового материала, отличающийся тем, что дополнительно введены электродинамическая катушка, магнитный стержень, металлический диск и изоляционный стержень, при этом второй конец гибкой связи соединен с первым выводом электродинамической катушки, второй вывод которой соединен с вторым силовым выводом, при этом электродинамическая катушка жестко связана с изолированным корпусом, главный подвижный контакт жестко связан с первым торцом магнитного стержня, второй торец которого жестко связан с металлическим диском, расположенным перпендикулярно магнитному стержню, при этом сам магнитный стержень расположен внутри электродинамической катушки с ней и с возможностью осевого перемещения таким образом, что при замкнутых главных контактах металлический диск плотно прижат к торцевой поверхности электродинамической катушки, причем упомянутый металлический диск связан с первым торцом изоляционного стержня, второй торец которого связан с электромагнитным приводом и механизмом свободного расцепления. Именно поэтому данная тема актуальна.
Объектом
исследования данной курсовой работы является изучение проводниковых материалов разрывных контактов.
Предметом исследования является автоматический воздушный выключатель.
Целью исследования является подробное изучение и исследование проводниковых материалов разрывных контактов автоматического воздушного выключателя. Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач:
- рассмотреть сущность, принцип действия и классификация автоматического воздушного выключателя;
- изучить область применения, назначение и особенности работы автоматических воздушных выключателей;
- обосновать выбор материала для разрывных контактов автоматического воздушного выключателя
- исследовать проводниковые материалы: общие сведения;
- проанализировать материалы для разрывных контактов.
Методологическая база исследования опирается на использование общенаучных методов синтеза и анализа, индукции и дедукции, табличная обработка данных, метод коэффициентов, метод сравнения и другие методы.
Научная новизна данного исследования связана с авторским теоретическим подходом к изучению содержания автоматического воздушного выключателя.
Практическая значимость. Содержащийся в курсовой работе анализ научной литературы и логический вывод может быть использован в дальнейшем при выборе, систематизировании, а также использовании на практике выбора проводникового материала разрывных контактов автоматического воздушного выключателя.
Теоретической основой исследования выступают научные труды таких известных деятелей как: Абрамов М.Б., Алиев И.И., Арзамасов В.Б., Черепахина А.А., Барыбина Ю.Г., Бородулин В.Н., Воробьев А.С., Филикова В.А., Богородицкий Н.П., Герасимова В.Г., Грибов Л.А., Прокофева Н.И., Корицкий Ю.В., Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П., Лихачев В.Л., Музылева И.В., Синюкова Т.В., Ремизов А.Н., Серебряков А.С., Синдеев Ю.Г., Грановский В.Г., Сибикин Ю.Д., Тульчин И.К., Нудлер Г.И., Угольников А.В., Фетисов Г.П., Карпман М.Г., Матюшин В.М., Щадричев Е.В., Сивенков А.В., Горшкова Г.П., Яворский Б.М., Пинский А.А., Яшутин В.М., Анисимов О.Ю. и др.
Структурно данная работа состоит из введения, двух глав, заключения и списка использованных источников.
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОМАТИЧЕСКИХ ВОЗДУШНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯХ
1.1. Сущность, принцип действия и классификация автоматического воздушного выключателя
Автоматические воздушные выключатели (автоматы) предназначены для автоматического отключения электрических цепей при коротком замыкании (далее КЗ) или ненормальных режимах (перегрузках, исчезновении или снижении напряжения), а также для нечастого включения и отключения токов нагрузки. В автоматах не применяется какой-либо специальной среды для гашения дуги. Дуга гасится в воздухе, поэтому автоматические выключатели называются воздушными.
Преимущества по сравнению с предохранителями [23, с. 61]:
- многократность действия;
- более точные защитные характеристики;
- большая отключающаяся способность;
- совмещение функций коммутации и защиты электрических цепей. Автоматические выключатели подразделяются на одно-, двух-, трех- и четырехполюсные, на токи до 6300 А, напряжения переменного тока до 660 В и постоянного до 1000 В. В цеховых электрических сетях напряжением до 1000 В применяются автоматические выключатели различных типов: АЕ, ABM, А3700, Электрон. Наиболее современными являются автоматические выключатели серии ВА (табл. 4.7, рис. 4.21), предназначенные для замены устаревших. Они имеют уменьшенные габариты, совершенные конструктивные узлы и элементы.
Технические данные автоматических выключателей серии ВА
Номинальный ток, А
Номинальный ток расцепителей с обратнозависимой характеристикой, А
Уставки срабатывания по току в зоне КЗ
1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63
16; 25; 31,5; 40; 50; 63;80; 100
16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250
130, 190, 260, 275,500,625,760, 800
2; 2,5; 3; 4; 4,5; 5; 5,5; 6; 6,5; 7; 7,5; 8
По времени срабатывания /Ср автоматические выключатели различают [16, с. 101]:
- нормальные (неселективные) с /ср = 0,02-0,1 с;
- селективные с регулируемой выдержкой времени до 1 с;
- токоограничивающие (быстродействующие) с /Ср ^ 0,005 с.
Рис. 1.Автоматические воздушные выключатели серии В А:
а) однополюсный;
б) двухполюсный;
в) трехполюсный;
г) четырехполюсный
Рис. 2. Автоматический выключатель:
1 - основание: 2 - крышка;
3 - шина;
4 - неподвижный контакт;
5, 6 - подвижный контакт:
7, 16, 19 - механизм свободного расцепителя;
8 - ось;
9 - гибкий проводник;
10 - шинка расцепителей;
11 - якорь электромагнита;
12 - сердечник электромагнита;
13 - термобиметаллический элемент;
14 - собачка расцепителя;
15 - пружина;
17 - отключающая пружина;
18- рукоятка;
20 - дугогасительная решетка.
Основные элементы автоматического выключателя:
- неподвижный и подвижные контакты (4, 5, 6),
- дугогасительная решетка (20),
- привод, механизм свободного расцепления (7, 16, 19),
- расцепители и вспомогательные контакты (рис. 2).
Рис. 3. Расцепители автоматического воздушного выключателя:
а) термобиметаллический расцепитель;
б) электромагнитный расцепитель максимального тока;
в) расцепитель минимального напряжения;
г) независимый расцепитель;
Наиболее важными элементами автоматического воздушного выключателя являются встроенные расцепители (рис. 3), которых может быть один или несколько [17, с. 201]:
- Тепловой (термобиметаллический) или электронный инерционный расцепитель максимального тока с зависимой от тока выдержкой времени. Обратно зависимая от тока защитная характеристика подобна характеристике плавкого предохранителя. С помощью теплового расцепителя осуществляется защита электрических цепей от перегрузок.
- Электромагнитный или электронный расцепитель максимального тока мгновенного срабатывания с независимым от тока временем срабатывания (отсечка) (рис. 3, б). С помощью электромагнитного расцепителя осуществляется защита от токов КЗ. Ток срабатывания регулируется. Настройка на заданный ток срабатывания называется уставкой тока срабатывания. Кроме того, может снабжаться механизмом выдержки времени, зависимой или не зависимой от тока, что позволяет осуществлять селективную защиту.
- Расцепитель минимального напряжения (рис. 3, в). Срабатывает при недопустимом снижении напряжения в сети.
- Независимый расцепитель (рис. 3, г). Служит для дистанционного отключения и для автоматического отключения по сигналу внешних защитный устройств.
Первые два вида расцепителей максимального тока устанавливаются во всех фазах автоматического выключателя. Остальные но одному на выключатель.
Автоматический выключатель характеризуются следующими параметрами