Длительном прохождении

Большое значение для поведения материалов под действием механической нагрузки может иметь характер приложения нагрузки. Различают статическую — плавно возрастающую — нагрузку и динамическую — прилагаемую внезапно, в виде рывка или удара.-Хрупкие материалы сравнительно легко разрушаются под действием динамических нагрузок, хотя многие из них обладают большой прочностью по отношению к статическим нагрузкам. Пластичные материалы в ряде случаев постепенно увеличивают деформацию при длительном приложении сравнительно небольшой статической нагрузки, это называется текучестью под нагрузкой. Например, свободно подвешенный образец полиизобутилена даже при нормальной температуре в течение нескольких часов может заметно деформироваться под действием собственного веса.

Для твердого диэлектрика при длительном приложении напряжения, превышающего пробивное, происходят разогрев диэлектрика токами проводимости и прогрессирующее уменьшение электрической прочности, которое заканчивается пробоем, и прочность диэлектрика после пробоя не восстанавливается.

Мелкие проводящие частицы размерами в десятки микрометров, осаждаясь на поверхности твердого диэлектрика, приводят к локальным повышениям напряженности электрического поля и соответственно к развитию ионизационных процессов в этих местах и снижению длительной электрической прочности. Поэтому, если не принимать специальных мер по тщательной очистке газовой среды внутренней изоляции аппарата от влаги, пыли и проводящих частиц, то возможно ускоренное разрушение поверхности изолятора при длительном приложении напряжения даже при оптимальном характере электрического поля. Таким образом, принятие всех перечисленных выше мер (выравнивание электрического поля, обеспечение плотного соединения твердого диэлектрика с электродами, тщательная очистка газа) приводит к тому, что наличие твердых диэлектриков практически не влияет на электрическую прочность конструкции аппарата, которая определяется электрической прочностью газовой среды.

В баковых масляных выключателях широко применяются барьеры (перегородки) из твердого диэлектрика (электротехнический картон, гетинакс и др.). Дугогасительные камеры масляных выключателей выполняются из твердых диэлектриков (эпоксидные компаунды, стеклопластик). При этом твердый диэлектрик, являясь конструктивным элементом аппарата (камера для организации обдува и охлаждения дуги, отделение газового пузыря при горении дуги от заземленных частей и др.), влияет на электрическую прочность масляных изоляционных промежутков. В слабонеоднородных полях при длительном приложении напряжения барьер служит механическим препятствием для образования проводящих мостиков, и электрическая прочность промежутков повышается.

Для твердого диэлектрика при длительном приложении напряжения, превышающего пробивное, происходят разогрев диэлектрика токами проводимости и прогрессирующее уменьшение электрической прочности, которое заканчивается пробоем, и прочность диэлектрика после пробоя не восстанавливается.

единицу времени при переменном напряжении прямо пропорционально квадрату напряженностц электрического поля и частоте приложенного напряжения. Твердые диэлектрики являются более или менее плохими проводниками тепла. Диэлектрические потери в них, как правило, сильно возрастают с ростом температуры. В этом и заключается, предпосылка к электротепловому пробою. Если при данном приложенном напряжении во внутренних объемах диэлектрика не может установиться тепловое равновесие, то при достаточно длительном воздействии напряжения произойдет разрушение диэлектрика: он обуглится или расплавится, что приведет к короткому замыканию электродов — к злек-тротепловому пробою. Возможность электротеплового пробоя сводится к вопросу теплового равновесия: если кол" чество тепла, выделяющегося внутри диэлектрика за г г диэлектрических потерь будет все время больше коли«" ia тепла, выделяющегося в данных условиях в окруж^ ,/ю среду, то электротепловой пробой неизбежен при до.стп >чно длительном приложении напряжения. В большинстве случаев изменение мощности диэлектрических потерь технических твердых диэлектриков может быть выражено следующей формулой температурной зависимости коэффициента диэлектрических потерь:

других изделий. Многие керамические материалы имеют высокую механическую прочность и нагревостойкость, высокие электрические характеристики, отсутствие механических деформаций при длительном приложении нагрузки, большую, чем у органических материалов, устойчивость к электрическому и тепловому старению. 'Керамику можно подвергать металлизации обычно методом выжигания серебра и осуществлять герметичные спаи с металлом.

Тепловой пробой происходит в твердых диэлектриках при достаточно длительном приложении значительного напряжения, когда начальный ток в диэлектрике, обусловленный наличием некоторого количества свободных электронов, будет достаточен для прогрессирующего местного или общего нагрева диэлектрика. При нагреве уменьшается сопротивление диэлектрика, ток и нагрев возрастают вплоть до пробоя. В случае кратковременного приложения напряжения может иметь место и электрический пробой. Импульсная прочность диэлектрика при этом обычно в несколько раз выше, чем прочность при тепловом пробое, когда для прогрева диэлектрика требуется некоторое время.

д .' — у________nj_____i_____ рассматривать, в первую очередь, свободные переходные процессы при приложении единичного скачка и перехода из одного равновесного состояния системы в другое [переходная характеристика h(t)], а также после приложения единичного импульса [импульсная переходная характеристика g(t)]; затем процесс установившихся вынужденных колебаний при длительном приложении внешней гармонической силы единичной амплитуды (амплитудно-частотная характеристика).

Таким образом, характеризуя переходные процессы в устойчивых электрических системах, следует рассматривать несколько разновидностей свободных переходных процессов: процесс при приложении единичного скачка и перехода из одного равновесного состояния системы в другое [переходная характеристика h(t)]; процесс после приложения единичного импульса [импульсная переходная характеристика g(t)]; процесс установившихся вынужденных колебаний при длительном приложении внешней гармонической силы единичной амплитуды (амплитудно-частотная характеристика).

Электрическая прочность изоляции характеризуется обобщенной вольт-секундной характеристикой б. Нижняя граница зоны разбросов этой характеристики должна быть выше воздействующих напряжений. Однако практически координация изоляции заключается в согласовании значений перенапряжений со значениями испытательных напряжений изоляции по ГОСТ 1516.3—96: при грозовых импульсах 7; при коммутационных импульсах 8; при кратковременном (одноминутном или плавном подъеме без выдержки времени) приложении переменного напряжения частотой 50 Гц 9; при длительном приложении переменного напряжения 50 Гц с изменением характеристик изоляции 10.

В соответствии с принятой в настоящее время классификацией группу керамических материалов составляют твердые вещества неорганического происхождения, основными классификационными признаками которых являются: способ получения (керамическая технология), структура (поликристаллические многофазные системы), особые характерные свойства: электрические (высокая электрическая прочность, стойкость к электрическому и тепловому старению), механические (высокая механическая прочность, твердость, отсутствие деформаций при длительном приложении нагрузки), тепловые (исключительно высокая на-гревостойкость), физико-химические (стойкость к действию агрессивных сред, малая гигроскопичность и водопроницаемость, вакуумная плотность, стойкость к воздействию излучений высоких энергий). Совокупность столь уникальных свойств обусловливает широкое применение керамических материалов в современной электротехнике, электроэнергетике и радиотехнике. Во многих видах электротехнической аппаратуры удельный вес керамических изделий составляет свыше 80 %.

Электрический ток, проходя через тело человека, может вызвать тяжелые травмы, а иногда и смерть. Степень поражения электрическим током определяется его силой, характером пути прохождения тока через тело человека, длительностью его прохождения, его частотой и индивидуальными свойствами человека. Наиболее опасен ток промышленной частоты. Токи высокой частоты не вызывают электрического шока, но при длительном прохождении могут привести к чрезмерному нагреванию или ожогу отдельных частей тела. При силе тока промышленной частоты 0,05 А, проходящего через человека, возможен смертельный исход, а при силе тока 0,1 Л и более неизбежен смертельный исход. Наиболее опасные поражения возникают при прохождении тока через сердце и мозг.

Максимально-токовую защиту с независимой характеристикой времени срабатывания на оперативном постоянном токе (21) используют для защиты линий и трансформаторов в сетях напряжением 3—35 кВ. Схема включает два токовых реле мгновенного действия IT, 2T РТ-40, одно реле времени типа ЭВ и одно указательное реле У типа РУ-21. При срабатывании любого токового реле "+" оперативного тока подается на обмотку реле времени. Реле времени, сработав с установленной выдержкой, подает своим контактом "+" оперативного тока на отключающую катушку КО привода выключателя через указательное реле У и блокировочный контакт В выключателя, связанный с приводом. Указательное реле фиксирует срабатывание защиты выпадением сигнального флажка. Контакт В предназначен для предотвращения повреждения контактов реле времени при возврате защиты после отключения выключателя и размыкания цепи КО, для защиты реле при длительном прохождении тока.

Устанавливаемая защита от внешних КЗ имеет назначение: действовать при длительном прохождении токов в случае отказа защит или выключателей смежных элементов, работать в качестве основной при КЗ на шинах (при отсутствии специальной защиты) или в самих трансформаторах малой мощности и резервировать в некоторых случаях основные защиты.

При срабатывании любого токового реле « + » оперативного тока подается на обмотку реле времени. Реле времени, сработав с установленной выдержкой, подает своим контактом « + » оперативного тока на отключающую катушку КО привода выключателя через указательное реле У и блокировочный контакт В выключателя, связанный с приводом. Указательное реле фиксирует срабатывание защиты выпадением сигнального флажка. Контакт В предназначен для предотвращения повреждения контактов реле времени при возврате защиты после отключения выключателя и размыкания цепи КО для защиты реле при длительном прохождении тока.

где (/„ом — номинальное напряжение генератора; ^ном — номинальный ток, который при длительном прохождении вызывает предельно допустимое нагревание генератора.

1) номинальным током /„, т. е. предельным значением тока, при длительном прохождении которого нагревание электрической машины не превосходит допустимых пределов;

§ 3.4. НАГРЕВ КОНТАКТОВ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ПРОХОЖДЕНИИ НОМИНАЛЬНОГО ТОКА

Нагрев контактов в замкнутом состоянии характеризуется взаимодействием сложных теплофизических процессов и прежде всего обусловлен внутренними источниками теплоты в отдельных контактных площадках, где происходит стягивание линий тока. При длительном прохождении тока через контакты мощность, рассеиваемая в площадке контактирования:

При р<0,01 Па разрядные напряжения практически не зависят от давления газа. При р>0,1-М Па разрядные напряжения быстро уменьшаются ( 4.20), причем пороговое давление быстро уменьшается при увеличении длины разрядного промежутка 1(1—/ = 2мм; 2—1 = 3 мм; однородное поле; электроды из бескислородной меди). При повторных пробоях вакуумного промежутка разрядное напряжение возрастает вследствие так называемого эффекта тренировки электродов так же, как и для сжатых газов. Рост разрядных напряжений происходит до 10—100 разрядов. При этом разрядное напряжение увеличивается почти вдвое по сравнению с первым разрядом. Тренированное состояние электродов достигается также при длительном прохождении через промежуток

§ 3.4. Нагрев контактов при длительном прохождении номинального тока................ 80

По мере накопления дырок и уменьшения сопротивления базы происходит перераспределение всего внешнего напряжения между сопротивлением базы и р-п-переходом; падение напряжения на базе диода уменьшается ( 3.33, б), а на p-n-переходе увеличивается ( 3.33, в), вызывая увеличение уровня инжекции ( 3.33, д). При длительном прохождении прямого тока процесс инжекции дырок уравновешивается процессом их рекомбинации.