Высоковольтная дуга: Высоковольтная дуга на ТДКС

Содержание

Высоковольтная дуга на ТДКС

Разобрал старый цветной телевизор и вытащил оттуда ТДКС(трансформатор диодно-каскадный строчный) TFB4039AD.

Где его можно применить? Самое полезное — плазменная зажигалка, но из-за больших габаритов подойдет разве что для опытов. Я повторил опыт, который называется лестница Иакова. Высокое напряжение подводится к двум проводникам расположенным вертикально в форме длинной буквы V. Дуга, нагреваясь начинает подниматься. По мере продвижения дуги вверх расстояние между проводниками увеличивается и в какой-то момент напряжения для поддержания дуги уже не хватает, она прерывается и вновь возникает внизу. Процесс повторяется.

Сначала нужно намотать катушку. Берем 60 см медного провода в лаковой изоляции диаметром 1мм. Сразу зачищаем и облуживаем концы, мотаем 8-10 витков на свободной стороне магнитопровода, зачищаем среднюю точку и делаем отвод, припаяв провод.

Теперь нужно собрать генератор колебаний. Самое простое это блокинг-генератор на одном транзисторе или его более мощный двухтактный вариант:

В эти схемы подойдут практически любые мощные биполярные транзисторы. Также можно применять и полевые транзисторы. Ток коллектора или ток стока должны быть больше, чем может дать источник питания. Напряжение коллектор-эмиттер или сток-исток должно быть минимум в двое больше чем напряжение питания. Крайне желательно для защиты полевых транзисторов ставить стабилитроны на 12-18 В. Транзисторы нужно обязательно установить на радиатор — греются прилично.

Я взял транзисторы w13009 и базовые резисторы по 470 Ом. Схема начинает работать от 1.5 В, правда дуга совсем маленькая. Максимум подавал на схему 19В. Дуга больше сантиметра, холодная, бумагу не поджигает. Потребляет 3.5 А, когда транзисторы нагреваются мощность дуги падает. Заменил резисторы на 1 кОм, ток потребления упал до 1.7А, а дуга выросла и транзисторы чуть меньше грелись. Убрал один из транзисторов — ток упал в два раза, а длина дуги осталась прежней.

Другая схема — zvs-драйвер. Транзисторы здесь греются не сильно, а дуга получается жирная и горячая — легко поджигает бумагу и дерево.

Транзисторы должны быть на напряжение в 4 раза выше напряжения питания и c током стока от 10А. Конденсатор C1 пленочный, на напряжение не менее 250В, от его емкости зависит частота колебаний. Стабилитроны ZD1-2 на напряжение 12-18В мощностью 1Вт. Резисторы мощностью 1Вт. Диоды D1-2 быстрые, с током не менее 1А и обратным напряжением не менее 400В.

Есть вариант схемы zvs-драйвера с двумя дросселями, без необходимости отвода от середины первички.

Приведенные схемы потребляют приличный ток, блок питания нужен мощный, хотябы от 5А. Если в нем есть защита от короткого замыкания, она может сработать. Возможно поможет увеличение индуктивности дросселя.

Теперь нужно определить контакты ТДКС между которыми будет дуга. Высоковольтный вывод это самый толстый красный провод идущий к кинескопу. Провода потоньше можно отрезать а тот, у которого изоляция толще припаять к одному из выводов. Обычно это вывод 8 или 6. Сначала подпаиваем провод к выводу 8. На фото он обведен кружком.

Подключаем намотанную на ТДКС катушку к схеме, и подаем питание, для начала вольт 5. С этого момента высоковольтные провода берем только плоскогубцами, даже после выключения питания. Сближаем высоковольтный провод с проводом подпаянным к выводу 8. Если дуги нет, пробуем поднять напряжение, меняем вывод с 8 на 6, проверяем все соединения, исправность транзисторов.

Как только дуга получена, можно переходить к опыту лестница Иакова. На каком-нибудь изоляторе наматываем оголенный медный провод в виде буквы V.

Конструкции нужно придать устойчивое положение проводами вверх, я закрепил изолятор в тисках. Остается подпаять высоковольтные провода и подать питание чтобы увидеть эффект: дуга будет бежать снизу вверх. Может потребоваться немного времени для ее разогрева и выхода на рабочий режим. Если дуга стоит в одном месте, берем плоскогубцы и пробуем увеличить угол между проводами.

Через пару минут начинает сильно вонять или озоном или оксидами азота, а скорее всего их смесью. Газы довольно опасные, лучше открыть окно и не держать дугу более 10 минут или проводить опыты на улице. Дуга также является источником ультрафиолетового излучения, опасного для глаз. Так что долго смотреть на нее не стоит. После отключения питания трансформатор способен хранить заряд достаточно долго, поэтому не забывайте разряжать его закоротив выводы.

2020-05-07 436

Ионофон или поющая дуга из строчника. Ионофон своими руками или высоковольтная поющая дуга Поющая дуга

В 1899 или 1900 г английский физик Вильям Дуддель (William Du Bois Duddell) экспериментировал с дуговыми лампами с целью уменьшить нежелательный звуковой эффект от них. Однако, результат получился обратным. Оказалось, что при подключении параллельно дуге колебательного контура, в системе возникают автоколебания на частоте этого самого контура. Дуга начинает «петь». (Честно говоря, мерзко визжать).

Кому этого достаточно, смотрим видео:

Для начала, схема, которая у меня на видео пищит.

600 В для этого опыта нафиг не нужно (большая часть всё равно балластом гасится), просто был готовый блок с готовым балластом под рукой. Расчётная частота контура с указанными номиналами элементов выходит 2800 Гц. По высоте писка похоже.

Сначала поставил 2 графитовых электрода, потом анод заменил на медный. Так громче пищит и устойчивей генерация.

Но не всё там, на самом деле, так просто. Генерация возникает за счёт наличия падающего участка на вольт-амперной характеристике дуги. Значит, как минимум, на этот участок нужно попасть. Влияет всё: материал электродов, расстояние между ними, среда, в которой горит дуга, электрические параметры самой цепи.

Если полезть ещё глубже, возможны 2 режима колебаний: непрерывный (чистая синусоида небольшой мощности) и прерывистый (асимметричная синусоида с периодическим погасанием дуги). Но это если подробно, целая лекция выйдет. А примечательна эта штука тем, что на этом принципе впервые была осуществлена голосовая радиосвязь. До этого только морзянкой могли телеграфировать.

Правда, в простейшем виде этот генератор не способен дать частоту выше 20- 30 кГц. Для выхода в радиодиапазон нужно, как минимум, поместить дугу в атмосферу водорода или богатых им веществ (спирт, керосин). Затем, анод желательно делать медным и водоохлаждаемым. Также применялся ещё ряд специальных мер. Эти новшества шведский инженер Паульсен позже ввёл. Такие радиостанции были в своё время весьма распространены (например, знаменитая Шуховская башня в Москве) и строились на мощность вплоть до сотен кВт.

Кстати, и в современной радиотехнике этот принцип не забыт. Только вместо дуги используют туннельные диоды, также имеющие падающий участок характеристики, но позволяющие работать даже в СВЧ-диапазоне.

На этом, думаю, пока хватит.

Схема ионофона на микросборке таймере 555

Подобная схема совсем не эксклюзив, ее давно применяют в самодельных радиолюбительских конструкциях где имеется необходимость получения высокого напряжения (электрошокеры, гаусс-пушки и т.п.). Аудио-сигнал следует подавать на вывод контроля микросхемы NE555 через пленочный конденсатор (можно взять и керамический), емкость которого потребуется подобрать опытным путем.

Собранное устройство работает достаточно надежно, но если включать его на длительное время микросхемы может перегреться, для исключения этого следует использовать либо более мощный драйвер, либо поставить микросборку на самодельный радиатор.

Поэтому еслли решили собрать такое устройство в качестве сувенира, то можно использовать более надежную схему.

Второй вариант способен работать в течении достаточно продолжительного времени. В нем таймер запитан от пониженного напряжения, этим обеспечивается долговременная и надежная работа без перегрева микросхемы, а транзисторный драйвер снимает возникающий перегруз с микросборки. Этот преобразователь более лучший вариант, хотя элементов в нем на порядок больше. В драйвере можно применить практически любые комплементарные пары малой и средней мощности, начиная от легендарных КТ316/361 заканчивая более мощными КТ814/815 или КТ816/817. Устройство способно работать и от пониженного напряжения питания в диапазоне 6-9 вольт. В моем примере схема запитана от свинцового аккумулятора ИБП на 12 Вольт 7А/ч.

В роли высоковольтного трансформатора был применен старый строчник типа ТВС-110ПЦ15.

Без поступления сигнала на контрольный вывод таймера, схема будет работать в роли повышающего преобразователя напряжения. Штатные обмотки строчного трансформатора не дадут возможность получить длинную дугу на выходе конструкции поющая дуга, поэтому можно мотать свою обмотку на свободной стороне сердечника. Она состоит из 5-10 витков медного провода 0,8-1,2мм.

Основа — генератор прямоугольных импульсов построенный на микросхем 555. В схеме также применен силовой ключ, в роли которого N-канальный полевой транзистор IRL3705.

Активных компонентов в схеме всего два — таймер и транзистор, ниже распиновка выводов таймера.

Обмотка 3-4 4витка (сопротивление обмотки 0,1 Ом)

Обмотка 4-5 8витков (сопротивление обмотки 0,1 Ом

Обмотка 9-10 16витков (сопротивление обмотки 0,2 Ом)

Обмотка 9-11 45витков (сопротивление обмотки 0,4 Ом)

Обмотка 11-12 100витков (сопротивление обмотки 1,2 Ом)

Обмотка 14-15 1080витков (сопротивление обмотки 110-112 Ом)

В этой стать будет рассмотрена детальная конструкция с подробным описанием всех используемых компонентов.

Думаю, никаких затруднений с выводами не будет.

Силовой транзистор имеет следующую цоколевку.

Схема не новинка, ее давно используют в самодельных конструкциях где есть необходимость получения повышенного напряжения (электрошоковые устройства, гаусс-пушки и т.п.).

Аудио-сигнал подается на вывод контроля микросхемы через пленочный конденсатор (можно и керамический), емкость которого желательно подобрать опытным путем.

Хочу сказать, что устройство работает и достаточно хорошо, но не советуется включать на долгое время поскольку схема не имеет дополнительного драйвера для усиления выходного сигнала микросхемы, поэтому последняя может перегреться.

Если уж решили сделать такое устройство в качестве сувенира, то стоит использовать схему ниже.

Такая схема уже может работать в течении долгого времени.

В ней таймер питается от пониженного напряжения, этим обеспечивается долговременная работа без перегревов, а драйвер снимает перегруз с микросхемы. Этот преобразователь отличный вариант, хотя компонентов на порядок больше. В драйвере можно использовать буквально любые комплементарные пары малой и средней мощности, начиная от КТ316/361 заканчивая КТ814/815 или КТ816/817.

Схема может работать и от пониженного напряжения 6-9 вольт. В моем случае установка питается от аккумулятора бесперебойника (12 Вольт 7А/ч).

Трансформатор — использован готовый. Если установка собирается для показов, то стоит мотать высоковольтный трансформатор самому. Это резко уменьшит размеры установки. В нашем случае был использован строчный трансформатор типа ТВС-110ПЦ15. Ниже представляю намоточные данные используемого строчного трансформатора.

Без подачи сигнала на вывод контроля таймера, схема будет работать как повышающий преобразователь напряжения.

Штатные обмотки строчного трансформатора не позволяют получать длинную дугу на выходе, именно в связи с этим можно мотать свою обмотку. Она мотается на свободной стороне сердечника и содержит 5-10 витков провода 0,8-1,2мм. Ниже смотрим расположение выводов строчного трансформатора.

Самый оптимальный вариант — использование обмоток 9 и 10, хотя проводились опыты и с другими обмотками, но с этими результат очевидно лучше.

В ролике, к сожалению не хорошо слышны слова, но в реале их можно четко слышать. Такой «дуговый» громкоговоритель имеет ничтожный КПД, который не превышает 1-3%, поэтому такой метод воспроизведения звука не нашел широкого применения и демонстрируется в пределах школьных лабораторий.

Типы высоковольтных выключателей

Выключатели среднего и высокого напряжения с большим током отключения используются на электрических станциях и подстанциях. Они представляют собой сложную конструкцию, управляемую электромагнитными, пружинными, пневматическими или гидравлическими приводами.

По способу гашения дуги выключатели делятся на:

1. Элегазовые выключатели

Рисунок 1 – Конструкция элегазового выключателя

Элегазовый выключатель работает за счет изоляции фаз между собой с помощью газа(обычно используется электропроточный газ SF6 – так называемый «элегаз»). При поступлении сигнала отключения оборудования контакты камер размыкаются. Они создают электрическую дугу, которая размещается в газовой среде. Дуга разделяет газ на отдельные компоненты, а высокое давление в резервуаре способствует ее гашению.

Преимущества:

Многофункциональность(может использоваться при любом напряжении)
Высокая скорость срабатывания
Возможность использования в критических ситуациях(пожар, землетрясение)
Большой срок службы

Недостатки:

Большая цена конструкцииНевозможность работы при низких температурах
Сложность обслуживания
Необходимость установки специального фундамента для такой конструкции

2. Вакуумные выключатели

Рисунок 2 – Конструкция вакуумного выключателя

Принцип действия вакуумного выключателя основывается на высокой диэлектрической прочности вакуума и его диэлектрических свойствах. В момент размыкания контактов в промежутке между ними возникает дуга за счет испарения металла с их поверхности. При переходе тока через ноль вакуум восстанавливает диэлектрические свойства и дуга больше не возникает.

Рисунок 3 – Принцип работы вакуумного выключателя

Преимущества:

Простота конструкции и ремонта
Возможность работы не только в горизонтальном положении
Надежность и длительный срок эксплуатации
Компактность
Низкая пожароoпасность

Недостатки:

Небольшой ресурс при КЗ
Опасность возникновения коммутационных перенапряжений
Высокая стоимость

3. Масляные выключатели

Рисунок 4 – Конструкция масляного выключателя

В дугогасительных устройствах масляных выключателей гашение дуги происходит при помощи ее эффективного охлаждения в потоке газа и пара, вырабатываемого при разложении и испарении масла

Преимущества:

Надежность
Простота конструкции и эксплуатации
Прочность

Недостатки:

Большие габариты
Пожароопасность
Сложность при установке

4. Воздушные выключатели

Рисунок 5 – Конструкция воздушного выключателя

Принцип работы воздушного выключателя состоит в гашении дуги с помощью скоростного потока сжатого воздуха, направляемого в дутьевые каналы. Под действием воздушного потока дуга растягивается и направляется в дутьевые каналы, где окончательно гасится.

Преимущества:

Высокая скорость срабатывания
Высокая пожаробезопасность
Большой срок службы

Недостатки:

Высокая стоимость оборудования и установки(компрессоры, ресиверы и т.д.)
Необходимость регулярного обслуживания

5. Выключатели нагрузки

Выключатель нагрузки — высоковольтный коммутационный аппарат, который занимает промежуточное положение между разъеденителем и выключателем по уровню допустимой нагрузки комутационных токов. Способен отключать без повреждения как номинальные нагрузочные токи, так и сверхтоки при аварийных режимах. Выключатель нагрузки допускает коммутацию номинального тока, но не рассчитан на разрыв токов КЗ.

По принципу гашения дуги выключатели нагрузки классифицируются:

Автогазовые(самый распространенный тип)
Вакуумные
Элегазовые
Воздушные
Электромагнитные

В распределительных сетях наиболее распространены конструкции выключателей нагрузки (ВНР, ВНА, ВНБ) с гасительными устройствами газогенерирующего типа.

Рисунок 6 – Выключатель нагрузки с гасительными устройствами газогенерирующего типа (BH) а – общий вид выключателя; б – гасительная камера

Как видно по рисунку, устройство основано на элементах трехполюсного разъединителя для внутренней установки. На опорных изоляторах разъединителя укреплены гасительные камеры. Но привод разъеденителя изменен для того, чтобы обеспечить достаточную скорость срабатывания при включении и отключении.

В положении «включено» ножи входят в гасительные камеры. Контакты разъединителя и скользящие контакты гасительных камер замкнуты. При отключении тока сначала отключаются контакты разъединителя, затем ток смещается через вспомогательные ножи в гасительные камеры. После этого размыкаются контакты в камере. Зажигаются дуги, которые гасятся в потоке газов, являющихся продуктами разложения вкладышей из оргстекла, находящихся в камере.
В положении «отключено» вспомогательные ножи находятся вне гасительных камер, обеспечивая достаточные изоляционные разрывы.

Заключение

Учитывая современные тенденции развития коммутационного оборудования, наиболее выгодными для использования являются элегазовые выключатели. Их основные достоинства обусловлены свойствами элегазов, т.к. при атмосферном давлении их диэлектрическая прочность в 3 раза больше, чем у воздуха, а при повышенном давлении больше, чем у трнасформаторного масла.

Также большими перспективами обладают и вакуумные аппараты благодаря большой скорости коммутации токов, малому весу и габаритам.
В современных условиях крайне важно уделять внимание вопросам модернизации оборудования или его замены. Для того, чтобы обеспечивать достаточную безопасность и стабильность работы систем необходимо своевременно обслуживать и заменять высоковольтное оборудование.

Список литературы

Л.Д.Рожкова;В.С.Козулин «Электрооборудование станций и подстанций »;второе издание,1980 г.
Б.Н.Неклепаев «Электрическая часть электростанций и подстанций »; 2-е издание, переработанное и дополненное
ГОСТ 19431-84 «Энергетика и электрификация. Термины и определения»

ПОСТУПЛЕНИЕ ПОРОШКОВЫХ ПРОБ В ЗОНУ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ДУГИ ПРИ ПОДАЧЕ ИЗ ПОРШНЕВОГО ЭЛЕКТРОДА

Журнал «Вестник КРСУ», 2009 год, Том 9, № 11, Стр. 49-51. УДК 533.9.082.5 (575.2) (04)

Сведения об авторах:

Дудникова Н.И. – канд. физ.-мат. наук, доцент,
Скуратова Т.А. – инженер,
Трапицын Н.Ф. – канд. физ.-мат. наук, профессор

ПОСТУПЛЕНИЕ ПОРОШКОВЫХ ПРОБ В ЗОНУ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ДУГИ ПРИ ПОДАЧЕ ИЗ ПОРШНЕВОГО ЭЛЕКТРОДА

Дудникова Н.И., Скуратова Т.А., Трапицын Н.Ф. Аннотация на русском языке:

Изучена равномерность поступления порошковых проб в область дуговой плазмы. Подачу образцов производили с помощью поршневого электрода, штабика и угольного электрода.

Ключевые слова на русском языке:

высоковольтная дуга переменного тока; поршневой электрод; угольный электрод

ПОСТУПЛЕНИЕ ПОРОШКОВЫХ ПРОБ В ЗОНУ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ДУГИ ПРИ ПОДАЧЕ ИЗ ПОРШНЕВОГО ЭЛЕКТРОДА

Дудникова Н.И., Скуратова Т.А., Трапицын Н.Ф. Аннотация на кыргызском языке:

Ключевые слова на кыргызском языке:

высоковольтная дуга переменного тока; поршневой электрод; угольный электрод

ПОСТУПЛЕНИЕ ПОРОШКОВЫХ ПРОБ В ЗОНУ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ДУГИ ПРИ ПОДАЧЕ ИЗ ПОРШНЕВОГО ЭЛЕКТРОДА

Дудникова Н.И., Скуратова Т.А., Трапицын Н.Ф. Аннотация на английском языке:

Ключевые слова на английском языке:

высоковольтная дуга переменного тока; поршневой электрод; угольный электрод

Дудникова Н.И. ПОСТУПЛЕНИЕ ПОРОШКОВЫХ ПРОБ В ЗОНУ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ДУГИ ПРИ ПОДАЧЕ ИЗ ПОРШНЕВОГО ЭЛЕКТРОДА / Н.И. Дудникова, Т.А. Скуратова, Н.Ф. Трапицын // Вестник КРСУ. 2009. Т. 9. № 11. С. 49-51.

Конструкция вакуумной высоковольтной техники | Электрооборудование подстанций промышленных предприятий

Страница 4 из 11

Конструкция вакуумной высоковольтной техники.
Особенности горения дуги

Вакуумная дугогасительная камера (ВДК) состоит из изоляционного корпуса, подвижного и неподвижного контактов, системы защитных экранов и устройства, называемого сильфоном, который служит для герметизации подвижного контакта.

1 – корпус ВДК;
2, 3 – подвижный и неподвижный контакты соответственно
4 – сильфон
5 – защитный экран
Защитный экран (5) служит для выравнивания электрической напряженности поля по длине ВДК и для защиты внутренней поверхности корпуса от продуктов эрозии контактов при горении дуги. В качестве электропривода вакуумной коммутационной техники преимущественно используются электромагниты типа «магнитная защелка» или приводы электромеханические.
Привод типа «магнитная защелка» состоит из электромагнита, соединенного подвижным контактом. При подаче напряжения сердечник магнита втягивается в катушку, воздействуя на подвижный контакт, и происходит замыкание цепи.
Для того чтобы экономить электроэнергию, после включения используют «магнитную защелку», которая выполнена в виде постоянного магнита, расположенного поверх катушки привода. При поданном на катушку напряжения этот магнит за счет поля намагничивается и при снятии напряжения остаточное поле удерживает систему во включенном состоянии. Для выключения (размыкания) цепи подается сигнал обратной полярности.
Так как из-за вакуума внутри камеры отсутствуют условия для отвода тепла от зоны горения дуги с помощью конвекции, то эту проблему решают за счет увеличения сечения токоподводящих проводов.

Особенности горения дуги в ВДК

Горение дуги происходит в парах металла контактов при наличии явления автоэлектронной эмиссии: это выделение электронов с поверхности электрода при воздействии сильного электрического поля.
Процесс возникновения дуги и ее гашения происходит следующим образом: при возникновении аварийной ситуации (КЗ в электрической сети) происходит размыкание контактов (по сигналу релейной защиты). В первый момент между контактами остаются мостики (за счет шероховатости поверхности), которые расплавляются большим током К3 и при высокой температуре происходит испарение металла.

Появившиеся пары металла бомбардируются электродами, вышедшими с поверхности электрода за счет автоэлектронной эмиссии и происходит ионизация паров, появляется дуга между контактами, называемая вакуумной дугой; эта дуга горит до тех пор, пока существуют условия для появления паров металлов.
При быстром размыкании контактов процесс ионизации паров быстро прекращается (мостики отсутствуют) и дуга гаснет за 10-15 мс.
Один из главных недостатков вакуумных выключателей является возможность генерирования перенапряжений в электрической сети.
Одна из главных причин перенапряжения при коммутации цепи вакуумных выключателей является явление, называемое «срезом» тока, то есть размыкание цепи между контактами при наличии тока в электрической цепи, то есть ток после погашения дуги не равен нулю.

Обычно ток среза составляет 10-15 А.
Второй причиной появления перенапряжения является повторный пробой межконтактного промежутка и возникновения явления, называемого «экскалацией напряжения».
В вакуумном выключателе существует явление холодной сварки, то есть приваривание контактов при длительном их замыкании. Эта проблема решается введением примеси в материал контактов.
Снижение величины срезаемого тока обеспечивается за счет добавки в материал контактов сурьмы от 2-5%.
В качестве контактных материалов в ВДК используют медно-висмутовые, медно-хромовые и медно-бериллиевые сплавы.
Особенности конструкции контактов
Для повышения отключающей способности применяются меры, обеспечивающие непрерывное перемещение дуги под действием магнитного поля, создаваемого отключаемым током. В вакуумных камерах на напряжение 10 кВ и номинальные токи отключения до 31,5 кА применяют контакты с поперечным по отношению к дуге магнитным полем.
На более высокие напряжения и токи до 100 кА применяют контакты с продольным магнитным полем.
Наибольшее распространение получили две разновидности контактов:
1. Контактная система типа «спиральный лепесток», вынуждающая безостановочно вращаться по поверхности контактов сжатую дугу и тепло от дуги не успевают проникнуть глубоко в металл.
Эффективность вращения дуги зависит от кривизны спирали. Чем больше кривизна, тем выше эффективность гашения дуги.

Происходит изменение направления тока на 90 градусов. Это обеспечивает непрерывное вращение дуги по поверхности контакта.
В межконтактном промежутке ВДК в зависимости от конструкции и величины тока вакуумная дуга может поддерживаться в диффузной форме при токах 5-7 кА или сжатой форме при больших токах. Диффузная дуга существует в виде нескольких параллельных дуг, через каждую из которых может протекать ток до нескольких сотен ампер.
2. контактная система чашеобразного типа, которая препятствует образованию сжатой локализованной дуги, которая остается в диффузном состоянии, что облегчает процесс дугогашения.

Конструкции и технические характеристики
вакуумных выключателей

1. Выключатель серии ВВ/TEL с электромагнитным приводом, с магнитной защелкой фирмы «ТАВРИДА ЭЛЕКТРИК».
Эти выключатели применяют в ячейках КРУ внутренней и наружной установки, как при новом строительстве, так и при замене выключателей прошлых лет выпуска.
Отличительные особенности:

высокий коммутационный ресурс;
высокий механический ресурс;
не требуется проведения текущего и среднего ремонта;
малое потребление мощности по цепи оперативного питания
малые габариты и вес

Кроме фирмы «ТАВРИДА ЭЛЕКТРИК» вакуумный выключатель изготавливает уфимский завод «Электроаппарат». Выключатель серии ВБТЭ-10-20 на этом заводе в процессе изготовления при проведении приемо-сдаточных работ все выключатели подвергаются сплошному контролю параметров на стенде автоматического контроля параметров. Этот стенд предназначен для контроля параметров вакуумных выключателей и может быть использован для проверки ресурса по механической стойкости и установления безотказной наработке при квалификационном и периодическом испытании.
Испытательный стенд контролирует следующие параметры:
1. Ход подвижных контактов и изоляционных тяг;
2. Собственное время включения и отключения выключателя;
Собственное время отключения выключателя – это время от момента подачи сигнала с помощью релейной защиты на отключения до момента начала расхождения контактов.
3. Скорость движения контактов при включении и отключении. Оптимальная скорость разделения контактов должна быть такой, чтобы за один полупериод промышленные частоты успевали пройти расстояние 50-80% расстояния между контактами в отключенном положении;
4. Суммарное время дребезга и разновременность размыкания и замыкания контактов;
Дребезг – это микро-перемещения после замыкания/размыкания.
5. Ход и усилие поджатия контактов;
6. Напряжение срабатывания электромагнитов включения и отключения;
7. Максимальный ток срабатывания электромагнитов;
8. Ток и напряжения, потребляемые электроприводами выключателя.
Другим крупным производителем вакуумной техники является производственное объединение «Контакт» (г. Саратов), который выпускает как высоковольтную, так и низковольтную коммутационную технику.

Вакуумный реклоузер

Вакуумные реклоузеры фирмы «ТАВРИДА ЭЛЕКТРИК» предназначены для применения в воздушных распределительных сетях с номинальным напряжением 6-10 кВ для использования в качестве:

фидера нагнетающей подстанции;
автоматического пункта секционирования сети с односторонним питанием;
автоматического пункта секционирования сети с двухсторонним питанием;
пункта сетевого резервирования для обеспечения автоматического включения резерва;
защитного аппарата на ответвление сети

Отличительной особенностью реклоузера является:

обеспечение трехкратного быстрого автоматического повторного включения;
возможность интеграции в системы телемеханики;
ведение журналов оперативных и аварийных событий;
высокий механический и коммутационный ресурсы;
встроенная система измерения;
простота монтажа и эксплуатации;
минимальные затраты по обслуживанию.

В состав реклоузера входят:
1. коммутационный модуль
2. шкаф управления
3. соединительный кабель.

На что способен трансформатор как в электрическом стуле Огромная высоковольтная дуга

SAMODELKI.ONLINE

На что способен трансформатор как в электрическом стуле Огромная высоковольтная дуга

СВАРИЛ ЯЙЦО БЕЗ ОГНЯ И ЭЛЕКТРИЧЕСТВА

(2019-04-27 13:08:38)

Смотреть

На что способен трансформатор как в электрическом стуле Огромная высоковольтная дуга

(2019-04-27 09:57:41)

Смотреть

ХОЛОДНЫЙ ОГОНЬ. Хемилюминесценция. Эксперименты с фосфором.

(2019-04-26 10:24:17)

Смотреть

Что можно сделать из машинки для стрижки

(2019-04-24 19:26:07)

Смотреть

ТОП 5 Гениальных Самоделок Из БОЛГАРКИ Идеи Для Самоделок

(2019-04-24 18:00:07)

Смотреть

Prosormer беспроводной Лобзик по дереву

(2019-04-24 09:27:52)

Смотреть

Мощный стабилизатор тока и напряжения на TL494

(2019-04-20 17:17:19)

Смотреть

Забацал Рельсоход из Бензопилы Самодельная мотодрезина

(2019-04-20 09:58:47)

Смотреть

Сделай и себе . крутая самоделка своими руками / ручная мини дрель

(2019-04-20 06:58:19)

Смотреть

Шлирен метод — супер эксперимент Как сделать своими руками? Коротко о главном Игорь Белецкий

(2019-04-19 16:00:51)

Смотреть

Сделай и себе это приспособление для дачи

(2019-04-17 19:47:52)

Смотреть

Как сделать простейший FM ПЕРЕДАТЧИК на одном транзисторе своими руками

(2019-04-16 18:01:18)

Смотреть

С ЭТОЙ ШПАРГАЛКОЙ НЕВОЗМОЖНО СПАЛИТЬСЯ11

(2019-04-16 12:00:01)

Смотреть

Как сделать детектор скрытой проводки? Супер прибор своими руками

(2019-04-14 17:17:07)

Смотреть

Хитрости мастеров. Все полезные советы канала Руки из плеч.

(2019-04-13 19:30:50)

Смотреть

МИЛЛИОММЕТР своими руками

(2019-04-13 17:54:03)

Смотреть

Невероятно, что можно сделать в земле

(2019-04-13 14:56:23)

Смотреть

СДЕЛАЛ ЖИДКИЙ МЕТАЛЛ ДЛЯ ПРОЦЕССОРА

(2019-04-13 13:17:42)

Смотреть

Ламповый трансформатор Тесла из старого телевизора quot;Электронquot;

(2019-04-13 10:57:41)

Смотреть

Экстремальный метод ОЧИСТКИ ВОДЫ. На случай апокалипсиса.

(2019-04-13 08:18:45)

Смотреть

Prev12…242526…9091Next

Приближенный расчет активного сопротивления и температуры канала импульсной электрической дуги в сильноточной разрядной цепи мощного высоковольтного емкостного накопителя энергии Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

TexHiKa сильних електричних та магнтних полiв. Кабельна mexHiKa

УДК 621.3.022: 621.319.53 doi: 10.20998/2074-272X.2017.4.07

М.И. Баранов, С.В. Рудаков

ПРИБЛИЖЕННЫЙ РАСЧЕТ АКТИВНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ И ТЕМПЕРАТУРЫ КАНАЛА ИМПУЛЬСНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ДУГИ В СИЛЬНОТОЧНОЙ РАЗРЯДНОЙ ЦЕПИ МОЩНОГО ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ЕМКОСТНОГО НАКОПИТЕЛЯ ЭНЕРГИИ

Приведет результаты розрахунковоТ оцтки е^валентного активного опору Rce каналу шпульсного дугового електри-чного розряду в повiтрянiй двоелектроднш систем (ДЕС) сильноточного розрядного кола потужного высоковольтного емнкного накопичувача енергп (ЕНЕ), використовуваного при моделюванн в лабораторних умовах тривало’1 С- компонента струму штучноТ блискавки.чних об’ект1в на електротермiчну стйтст до дп тривало’1 С- компоненти струму штучноТ блискавки з амплтудно-часовими параметрами, що вiдповiдають нормативним документам США SAE ARP 5412: 2013 i SAE ARP 5416: 2013. Бiбл. 16, рис. 6.

Ключовi слова: потужний високовольтний емшсний накопичувач енерги, повгтряна двоелектродна система, iмпульс-на електрична дуга, активний ошр каналу iмпульсноï електрично!» дуги, максимальна температура каналу iмпульс-но1 електрично!» дуги.

Приведены результаты расчетной оценки эквивалентного активного сопротивления Rce канала импульсного дугового электрического разряда в воздушной двухэлектродной системе (ДЭС) сильноточной разрядной цепи мощного высоковольтного емкостного накопителя энергии (ЕНЭ), используемого при моделировании в лабораторных условиях длительной С- компоненты тока искусственной молнии. Рекомендовано расчетное соотношение для оценки максимальной электронной температуры Tme в низкотемпературной плазме канала импульсной электрической дуги в исследуемой воздушной ДЭС. Выполнена практическая апробация полученных соотношений для Rce и Tme применительно к воздушной ДЭС сильноточной разрядной цепи действующего мощного высоковольтного ЕНЭ генератора ГИТ-С, предназначенного для проведения испытаний технических объектов на электротермическую стойкость к воздействию длительной С- компоненты тока искусственной молнии с амплитудно-временными параметрами, соответствующими нормативным документам США SAE ARP 5412: 2013 и SAE ARP 5416: 2013. Библ. 16, рис. 6. Ключевые слова: мощный высоковольтный емкостный накопитель энергии, воздушная двухэлектродная система, импульсная электрическая дуга, активное сопротивление канала импульсной электрической дуги, максимальная температура канала импульсной электрической дуги.

Введение. Известно, что в газоразрядных промежутках (например, в воздушных зазорах высоковольтных воздушных коммутаторов и иных электродных систем электрических нагрузок) цепей высоковольтных электроустановок с мощными емкостными накопителями энергии (ЕНЭ), предназначенных для воспроизведения в лабораторных условиях сильноточных электрофизических явлений (например, искусственной молнии с А- импульсной и С- длительной компонентами тока), могут протекать как импульсные искровые электрические разряды, так и импульсные дуговые электрические разряды [1-3].>100 мс и 1000 А>/тй>100 А. В последнем случае численные значения параметров гра и /т11 практически соответствуют известным характеристикам классического дугового электрического разряда, возникающего в воздушной двухэлектродной

системе (ДЭС) между ее катодом и анодом при постоянном или переменном токе в электрической цепи [4]. Согласно данным, приведенным в [4, 5], дуговой электрический разряд в воздушной ДЭС поддерживается за счет термоэлектронной эмиссии с поверхности металлического или графитового электрода-катода. За счет ускорения электронов в межэлектродном промежутке и ударной ионизации ими молекул воздуха между катодом и анодом ДЭС возникает столб (канал) ярко светящегося сильно ионизированного газа, называемого в электрофизике электронно-ионной плазмой. При этом для классического примера дугового электрического разряда на открытом воздухе между графитовыми (угольными) электродами ДЭС термодинамическая температура канала дуги радиусом до 4 мм при постоянном токе в 200 А на поверхности анода в его центральной зоне может достигать значения до 4200 К, а на поверхности катода — до 3500 К [4, 5].

В [6, 7] были представлены результаты приближенного расчета активного сопротивления Rc канала импульсного искрового электрического разряда между металлическими электродами высоковольтного сильноточного воздушного коммутатора атмосферного давления. Простые и удобные формулы для оценки максимальной температуры Tme электронно-ионной

плазмы импульсной электрической дуги в воздушной ДЭС в настоящее время нам не известны. Несомненный научный и практический интерес представляют электрофизические задачи, связанные с расчетным определением активного сопротивления Ясе и максимальной температуры Тте канала импульсного дугового электрического разряда между металлическими (графитовыми) электродами воздушной ДЭС в сильноточной разрядной цепи мощного высоковольтного ЕНЭ испытательной электрофизической установки.

Целью статьи является приближенный расчет активного сопротивления Ясе и максимальной температуры Тте плазменного канала импульсного дугового электрического разряда в воздушной ДЭС, входящей в состав сильноточной разрядной цепи мощного высоковольтного ЕНЭ, а также практическая апробация данных расчетов в условиях высоковольтной лаборатории на реальном мощном ЕНЭ электроустановки.с=(0,25-1) с. Видно, что АВП указанной компоненты тока искусственной молнии соответствуют основным характеристикам тока дугового электрического разряда между катодом и анодом воздушной ДЭС [4, 5]. Принимаем, что металлические или графитовые электроды рассматриваемой ДЭС расположены в атмосферном воздухе при нормальных условиях (давление воздуха составляет 1,013-105 Па, а его температура равна в0=0 оС [4]). С учетом указанных численных значений трлс используем условие изотермичности плазмы в канале рассматриваемой электрической дуги, согласно которому ее максимальная электронная температура Тте будет практически равна максимальной температуре ТШг носителей ее ионного тока (Тте~Тт1) [4]. Полагаем, что в ДЭС длина 1се цилиндрического канала равновесной плазмы импульсной электрической дуги в первом приближении равна минимальной длине межэлектродного воздушного промежутка в исследуемой ДЭС. Принимаем, что в сильноточном канале дугового электрического разряда в воздушной ДЭС плотность тока ¿¡¡с, термодинамическая электронная Тте и ионная Ттг температуры его равновесной плазмы в первом приближении характеризуются практически однородным распределением по его радиусу. Требуется в рамках инженерного подхода получить новое расчетное соотношение для активного сопротивления

Rce и рекомендовать простую формулу для расчетной оценки максимальной температуры Tme плазмы канала импульсного дугового электрического разряда в воздушной ДЭС, а также осуществить практическую апробацию выполненных приближенных расчетов величин Rce и Tme применительно к реальной сильноточной разрядной цепи действующего мощного ГИТ (ГИТ-С), имитирующего на низкоомной RL- нагрузке длительную С- компоненту тока искусственной молнии.

2. Основные расчетные соотношения. Воспользовавшись плазмодинамическим методом расчета величины Rce [6], для переменного во времени t активного сопротивления плазменного канала импульсного дугового электрического разряда в исследуемой воздушной ДЭС запишем следующее выражение:

Rce (t)= lce [Wce (O/ce ]_1, (1)

где rce(t) — изменяющийся во времени t радиус плазменного канала дугового электрического разряда между металлическими (графитовыми) электродами ДЭС; yce — усредненная удельная электропроводность низкотемпературной плазмы в цилиндрическом канале импульсной дуги между электродами ДЭС.

Известно, что величина rce(t) в процессе протекания импульсного разрядного тока idc(t) мощного ЕНЭ генератора ГИТ-С через исследуемую ДЭС изменяется на нарастающей части апериодического токового импульса от своего минимального нулевого значения (момент времени t=0) до своего максимального значения rcem, соответствующего моменту времени tmdc, когда сила тока idc(t) достигает своего максимального значения Imdc. На спадающей части указанного импульса тока величина rce(t) изменяется от максимального значения rcem (момент времени tmdc) до минимального нулевого значения, соответствующего моменту прекращения протекания импульсного разрядного тока idc(t) через воздушную ДЭС (момент времени t=Tpdc). Очевидно, что в моменты времени t=0 и t=Tpdc активное сопротивление плазменного канала импульсного дугового электрического разряда в воздушной ДЭС принимает согласно (1) бесконечно большие численные значения. В связи с этим пользоваться напрямую соотношением (1) для практических расчетов величины Rce(t) невозможно. Поэтому перед нами возникает новая электротехническая задача, связанная с заменой переменной во времени t величины активного сопротивления Rce(t) импульсной электрической дуги на некоторую эквивалентную величину ее активного сопротивления Rce, остающуюся постоянной в течение всего процесса протекания импульсного разрядного тока idc(t) апериодической временной формы через рассматриваемую ДЭС. Одним из возможных путей приближенного решения подобной задачи может стать усреднение в (1) во времени t величины Rce(t). Причем, такое нестандартное усреднение, когда в правой части выражения (1) усреднению подлежит временная функция вида frce)=rce2(t). О пределах изменения этой функции нами было сказано выше. Тогда для эквивалентного активного сопротивления Rce канала импульсного дугового электрического разряда в воздушной ДЭС получаем соотношение:

сет

Ясе = 1се /(^УсеГсет ^гсе^гсе ) = 31се (^ГсетУсе ) .с на импульсной электрической дуге в воздушной ДЭС с увеличением амплитуды тока 1тс1с. Установленная особенность соответствует указанному в [4] характеру поведения дугового разряда в ДЭС. Данное обстоятельство косвенно указывает на достоверность полученного расчетного соотношения (4) для эквивалентного активного сопротивления плазменного канала импульсного дугового электрического разряда в воздушной ДЭС.

Что касается количественных значений для величины усе, входящей в (4), то согласно расчетно-экспериментальным данным из [7, 11] они в первом приближении с учетом (2) численно составляют около 5000 (Ом-м)-1. Укажем, что для высокоионизирован-ной электронно-ионной плазмы канала импульсного дугового электрического разряда в исследуемой воздушной ДЭС верхняя граница численных значений усе может достигать уровня порядка 20-103 (Ом-м)-1 [1, 6].

При расчетной оценке наибольшей электронной температуры Тте в электронно-ионной равновесной плазме импульсного дугового разряда для воздушной ДЭС с учетом принятых допущений (3) и приведенного в [12] теплофизического подхода может быть рекомендовано следующее приближенное выражение:

Тте * 95,35 • 4 и ас /ос , (5)

где стс=5,67-10-8 Вт-(м2-К4)-1 — постоянная Стефана-Больцмана [4]; иас<11 В — приэлектродное падение напряжения в воздушной ДЭС с металлическими (графитовыми) электродами (для графитового анода иаси=11 В, а для графитового катода и.45,36 мФ.

Рис. 1. Принципиальная электрическая схема сильноточной разрядной цепи мощного высоковольтного ЕНЭ генератора ГИТ-С, используемого для исследования воздействия канала электрической дуги на ИО металлической обшивки технического объекта (ГВПИ — генератор высоковольтных

поджигающих импульсов напряжения амплитудой до ±100 кВ; ¥ъ — двухэлектродные высоковольтные воздушные искровые коммутаторы; Сл — разделительная емкость на 180 пФ и импульсное напряжение до ±120 кВ в цепи ГВПИ, управляющего срабатыванием коммутаторов

и ДЭС — двухэлектродная система с воздушным промежутком; ИО — испытательный образец металлической обшивки объекта; ШК — шунт коаксиальный типа ШК-300 для измерения тока импульсной электрической дуги в воздушном промежутке ДЭС и ИО; ±иСС — зарядное напряжение высоковольтных конденсаторов генератора ГИТ-С; £<~11,43 мГн, ЯС=4,74 Ом, СС=45,36 мФ — собственные электрические параметры генератора ГИТ-С, включающие индуктивность, активное сопротивление и емкость его сильноточной разрядной цепи)

Мощный ЕНЭ одномодульного исполнения генератора ГИТ-С был собран на основе 324 параллельно соединенных высоковольтных импульсных конденсаторов типа ИМ-5-140 (номинальное напряжение

±5 кВ; номинальная емкость 140 мкФ) [2, 13].С0~567 кДж [2]. В соответствии с рис. 1 в цепи генератора высоковольтных поджигающих импульсов (ГВПИ) был установлен двухэлектродный воздушный коммутатор с массивными основными стальными электродами на напряжение до ±50 кВ, а в разрядной цепи генератора ГИТ-С — высоковольтный двухэлектродный воздушный коммутатор Е2 типа ВДВК-10 с прямоугольными графитовыми электродами на напряжение до ±10 кВ [14] (рис. 3). При практической апробации расчетных соотношений (4) и (5) применительно к сильноточной разрядной цепи генератора ГИТ-С использовалась воздушная ДЭС, схематически показанная на рис. 4. Для инициирования электрического пробоя воздушного промежутка ка в этой ДЭС и в соответствии с требованиями [8, 9] была применена тонкая медная электрически взрывающаяся проволочка (ЭВП), имеющая радиус ге~0,1 мм и длину 4=37 мм. Воздушные рабочие промежутки ка и кг в данной ДЭС составляли соответственно 14 и 1 мм. На рис. 5 в укрупненном виде приведен внешний вид используемой в сильноточной разрядной цепи мощного ЕНЭ высоковольтного генератора ГИТ-С воздушной ДЭС.

тельной С- компонентой тока искусственной молнии на наружной плоской поверхности ИО металлической обшивки технического объекта. Для предотвращения механических разрушений в мощной конденсаторной батарее генератора ГИТ-С и обеспечения требуемых условий по технике безопасности для обслуживающего его высоковольтный ЕНЭ персонала при аварийных режимах его работы (например, при электрическом пробое изоляции хотя бы одного из 324 указанных конденсаторов при их заряде или разряде) на всех высоковольтных выводах используемых конденсаторов ЕНЭ генератора ГИТ-С были установлены защитные сопротивления, выполненные из высоковольтных постоянных графито-керамических резисторов типа ТВ0-60 на постоянное напряжение до ±25 кВ [2, 15].

Рис. 3. Внешний вид высоковольтного двухэлектродного воздушного коммутатора типа ВДВК-10 с графитовыми электродами прямоугольной формы на напряжение до ±10 кВ, используемого в разрядной цепи генератора ГИТ-С [2]

В высоковольтном ЕНЭ генератора ГИТ-С на высоковольтных выводах каждого из 324 шт. его конденсаторов типа ИМ-5-140 были закреплены по одному защитному резистору ТВ0-60-100 Ом [2, 15].

х-—►

Рис. 2. Общий вид мощного ЕНЭ высоковольтного генератора ГИТ-С (на переднем плане видны формирующие активно-индуктивные элементы его сильноточной разрядной цепи, а на заднем плане — параллельно соединенные высоковольтные импульсные конденсаторы ИМ-5-140) [2, 3]

Зарядное напряжение высоковольтных конденсаторов мощного ЕНЭ генератора ГИТ-С для выполнения соответствующих экспериментов выбиралось отрицательной полярности по модулю равным иСС <4,2 кВ. Выбор полярности зарядного напряжения иСС определялся необходимостью моделирования наиболее тяжелых в электротермическом смысле условий в исследуемой ДЭС и соответственно в круглой зоне привязки сильноточного цилиндрического плазменного канала импульсной электрической дуги с дли-

Рис.14 мм; he~l мм; re=0,1 мм; 4~37 мм) [10]

При электрическом пробое от ГВПИ воздушного рабочего промежутка искрового коммутатора F1 и его последующем срабатывании возникающее импульсное перенапряжение на ДЭС с ИО приводит к практически одновременному с ним срабатыванию и искрового коммутатора F2. После срабатывания искровых коммутаторов F1, F2, электрического пробоя воздушного промежутка длиной he=1 мм и электрического взрыва тонкой медной проволочки в зоне ДЭС за счет разряда предварительно заряженных высоковольтных конденсаторов ЕНЭ генератора ГИТ-С через воздушную ДЭС и ИО металлической обшивки технического объекта начинает протекать импульс длительной С- компоненты тока искусственной молнии с требуемыми по [8, 9] АВП. Измерение АВП длительной С- компоненты тока искусственной молнии в канале электрической дуги в воздушной ДЭС и ИО металлической обшивки объекта проводилось с помощью поверенных государственной метрологической службой измерительного коаксиального шунта типа ШК-300 [2, 14], имеющего для этого импульсного тока коэффициент преобразования K=5642 А/В, и цифрового запоминающего осциллографа Tektronix TDS 1012.

4. Результаты экспериментальной апробации расчетов активного сопротивления и температуры канала импульсной электрической дуги в воздушной ДЭС. Согласно данных рис. 1 и представленных выше научно-технических материалов в рассматриваемой сильноточной разрядной цепи мощного высоковольтного ЕНЭ генератора ГИТ-С имеются две последовательно включенные в общую электросхему воздушные ДЭС: первая — непосредственно в зоне размещения ИО листовой металлической обшивки технического объекта с длиной воздушного промежутка h¡=14 мм; вторая — в зоне искрового коммутатора F2 с межэлектродным воздушным промежутком длиной ha¿=4 мм. Именно суммарный воздушный промежуток этих двух ДЭС длиной lce=(ha + hak) и будет определять минимальную суммарную длину канала импульсной электрической дуги в сильноточной цепи мощного высоковольтного ЕНЭ генератора ГИТ-С и соответственно его минимальное общее

Рис. 6. Осциллограмма длительной C- компоненты тока искусственной молнии с нормированными АВП в сильноточной цепи генератора ГИТ-C при разряде его мощного ЕНЭ на воздушную ДЭС с электрически взрывающейся тонкой медной проволочкой (re=0,1 мм; 4=37 мм) и листовым ИО из алюминиевого сплава марки АМг2М толщиной 2 мм (L^-4,2 кВ; Wc=400 кДж; 4&=-0,869 кА; tmdc~9 мс;

Tpdc-1000 мс; gdc=192 Кл; масштаб по вертикали -282 А/клетка; масштаб по горизонтали — 100 мс/клетка)

Из данных рис.4 мм) составляет примерно 11250 К. Видно, что полученное расчетное численное значение электронной температуры Tme плазмы в ярко светящемся столбе (канале) импульсной электрической дуги вблизи графитового анода указанной воздушной ДЭС хорошо согласуется с известными термодинамическими данными, характерными для приосевой области классического дугового разряда, протекающего в воздушной ДЭС с графитовыми электродами при атмосферном давлении и силе тока 200 А [4, 5]. Укажем, что при этом согласно [5] в приосевой зоне «угольной» («графитовой») дуги (lce~46 мм), свободно «горящей» в воздушной ДЭС, температура ее равновесной плазмы составляет около 104 К, а вблизи катода — 1,2-104 К.

Выводы.

1. Получено новое соотношение (4) для приближенного расчета эквивалентного активного сопротивления Rce плазменного канала импульсной электрической дуги в воздушной ДЭС сильноточной разрядной цепи мощного высоковольтного ЕНЭ испытательной электрофизической установки, генерирующей длительную С- компоненту тока искусственной молнии.

2. Для расчетной оценки максимальной электронной температуры Tme в равновесной электронно-ионной низкотемпературной плазме импульсного дугового электрического разряда в воздушной ДЭС с металлическими (графитовыми) электродами примененного в описанных опытах мощного высоковольтного ЕНЭ генератора ГИТ-С электротехникам рекомендуется использовать приближенную формулу (5).

3. Проведенные в НИПКИ «Молния» НТУ «ХПИ» сильноточные эксперименты на мощном высоковольтном ЕНЭ генератора ГИТ-С, воспроизводящем на низкоомной активно-индуктивной нагрузке длительную С- компоненту тока искусственной молнии с нормированными АВП согласно действующих требований нормативных документов США SAE ARP 5412: 2013 и SAE ARP 5416: 2013, подтвердили работоспособность предлагаемых расчетных соотношений (4) и (5) для определения электро- и теплофизических величин Rce и Tme в плазменном канале импульсного дугового электрического разряда в воздушной ДЭС.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Дашук П.Н., Зайенц С.Л., Комельков В.С., Кучинский Г.С., Николаевская Н.Н., Шкуропат П.И., Шнеерсон Г.А. Техника больших импульсных токов и магнитных полей. -М.: Атомиздат, 1970. — 472 с.

2. Baranov M.I., Koliushko G.M., Kravchenko V.I., Nedzel’skii O.S., Dnyshchenko V.N. A Current Generator of the Artificial Lightning for Full-Scale Tests of Engineering Objects // Instruments and Experimental Technique. — 2008. — no.3. -pp. 401-405. doi: 10.1134/s0020441208030123.

3. Баранов М.И. Избранные вопросы электрофизики: Монография в 2-х томах. Том 2, Кн. 2: Теория электрофизических эффектов и задач. — Х.: Точка, 2010. — 407 с.

4. Кузьмичев В.Е. Законы и формулы физики / Отв. ред.

B.К. Тартаковский.- Киев: Наукова думка, 1989.- 864 с.

5. Райзер Ю.П. Физика газового разряда. — М.: Наука, 1987. — 592 с.

6. Баранов М.И. Приближенный расчет активного сопротивления плазменного канала искрового разряда в высоковольтном сильноточном воздушном коммутаторе атмосферного давления // Вюник НТУ «ХП1». Сер1я: «Техшка та електрофiзика високих напруг». — 2017. — №15(1237). — С. 5-11.

7. Баранов М.И., Рудаков С.В. Приближенный расчет энерговыделения и электрической эрозии электродов в высоковольтном сильноточном воздушном коммутаторе атмосферного давления // Електротехнжа i електромехатка. -2017. — №3. — С. 32-39. doi: 10.20998/2074-272X.2017.3.05.

8. SAE ARP 5412: 2013. Aircraft Lightning Environment and Ralated Test Waveforms. SAE Aerospace. USA, 2013. — pp. 1-56.

9. SAE ARP 5416: 2013. Aircraft Lightning Test Methods. SAE Aerospace. USA, 2013. — pp. 1-145.

10. Абрамов Н.Р., Кужекин И.П., Ларионов В.П. Характеристики проплавления стенок металлических объектов при воздействии на них молнии // Электричество. — 1986. — №11. — С. 22-27.

11. Баранов М.И. Избранные вопросы электрофизики: Монография. Том 3: Теория и практика электрофизических задач. — Х.: Точка, 2014. — 400 с.

12. Баранов М.И. Приближенный расчет максимальной температуры плазмы в сильноточном канале искрового разряда высоковольтного воздушного коммутатора атмосферного давления // Техшчна електродинамжа. — 2010. — №5. —

C. 18-21.

13. Берзан В.П., Геликман Б.Ю., Гураевский М.Н., Ермурат-ский В.В., Кучинский Г.С., Мезенин О.Л., Назаров Н.И., Перегудова Е.Н., Рудь В.И., Садовников А.И., Смирнов Б.К., Степина К.И. Электрические конденсаторы и конденсаторные установки. Справочник. — М.: Энергоатомиздат, 1987. — 656 с.

14. Baranov M.I., Koliushko G.M., Kravchenko V.I., Nedzel’skii O.S., Nosenko M.A. High-voltage high-current air-filled spark gaps of an artificial-lightning-current generator // Instruments and Experimental Techniques. — 2008. — vol.51. -no.6. — pp. 833-837. doi: 10.1134/s0020441208060109.

15. Баранов М.И., Рудаков С.В. Разработка новых схем ре-зистивной защиты высоковольтных конденсаторов мощных емкостных накопителей энергии от аварийных токов // Еле-ктротехнжа i електромеханжа. — 2015. — №6. — С. 47-52. doi: 10.20998/2074-272X.2015.6.08.

16. Лозанский Э.Д., Фирсов О.Б. Теория искры. — М.: Атомиздат, 1975. — 272 с.

REFERENCES

1. Dashuk P.N., Zayents S.L., Komel’kov V.S., Kuchinskiy G.S., Nikolaevskaya N.N., Shkuropat P.I., Shneerson G.A. Tehnika bol’shih impul’snyh tokov i magnitnyh polej [Technique large pulsed currents and magnetic fields]. Moscow, Atomizdat Publ., 1970. 472 p. (Rus).

2. Baranov M.I., Koliushko G.M., Kravchenko V.I., Nedzel’skii O.S., Dnyshchenko V.N. A Current Generator of the Artificial Lightning for Full-Scale Tests of Engineering Objects. Instruments and Experimental Technique, 2008, no.3, pp. 401405. doi: 10.1134/s0020441208030123.

3. Baranov M.I. Izbrannye voprosy elektrofiziki. Tom 2, Kn. 2: Teoriia elektrofizicheskikh effektov i zadach [Selected topics of Electrophysics. Vol.2, Book 2. A theory of electrophysical effects and tasks]. Kharkiv, Tochka Publ., 2010. 407 p. (Rus).

4. Kuz’michev V.E. Zakony i formuly fiziki [Laws and formulas of physics]. Kiev, Naukova Dumka Publ., 1989. 864 p. (Rus).

5. Raiser Yu.P. Fizika gazovogo razryada [Physics of gas discharge], Moscow, Nauka Publ., 1987. 592 p. (Rus).

6. Baranov M.I. A close calculation of active resistance of plasma channel of a spark digit is in the high-voltage heavy-current air switchboard of atmospheric pressure. Bulletin of NTU «KhPI». Series: «Technique and electrophysics of high voltage», 2017, no.15(1237), pp. 5-11. (Rus).

7. Baranov M.I., Rudakov S.V. An approximate calculation of energy dissipation and electric erosion of electrodes in the highvoltage high-current air switch of atmospheric pressure. Electrical engineering & electromechanics, 2017, no.3, pp. 32-39. doi: 10.20998/2074-272X.2017.3.05.

8. SAE ARP 5412: 2013. Aircraft Lightning Environment and Ralated Test Waveforms. SAE Aerospace. USA, 2013. — pp. 1-56.

9. SAE ARP 5416: 2013. Aircraft Lightning Test Methods. SAE Aerospace. USA, 2013. — pp. 1-145.

10. Abramov N.R., Kuzhekin I.P., Larionov V.P. Characteristics of penetration of the walls of metal objects when exposed to lightning. Electricity, 1986, no.11, pp. 22-27. (Rus).

11. Baranov M.I. Izbrannye voprosy elektrofiziki. Tom 3: Te-orija i praktika elektrofizicheskih zadach [Selected topics of Electrophysics. Vol. 3: Theory and practice of electrophysics tasks]. Kharkiv, Tochka Publ., 2014. 400 p. (Rus).

12. Baranov M.I. An approximate calculation of the maximum temperature of the plasma in high-current high-voltage spark discharge channel switch air atmospheric pressure. Tekhnichna Elektrodynamika, 2010, no.5, pp. 18-21. (Rus).

13. Berzan V.P., Gelikman B.Yu., Guraevsky M.N., Ermuratsky V.V., Kuchinsky G.S., Mezenin O.L., Nazarov N.I., Peregu-dova E.N., Rud’ V.I., Sadovnikov A.I., Smirnov B.K., Stepina K.I. Elektricheskie kondensatory i kondensatornye ustanovki. Spravochnik [The electrical capacitors and condenser options. Directory]. Moscow, Energoatomizdat Publ., 1987, 656 p. (Rus).

14. Baranov M.I., Koliushko G.M., Kravchenko V.I., Nedzel’skii O.S., Nosenko M.A. High-voltage high-current air-filled spark gaps of an artificial-lightning-current generator. Instruments and Experimental Techniques, 2008, vol.51, no.6, pp. 833-837. doi: 10.1134/s0020441208060109.

15. Baranov M.I., Rudakov S.V. Development of new charts of capacitance-resistance defense of high-voltage capacitors of powerful capacity stores of energy from emergency currents. Electrical engineering & electromechanics, 2015, no.6, pp. 4752. (Rus). doi: 10.20998/2074-272X.2015.6.08.

16. Lozanskiy E.D., Firsov O.B. Teorija iskry [Theory of spark]. Moscow, Atomizdat Publ., 1975. 272 p. (Rus).

Поступила (received) 20.04.2017

Баранов Михаил Иванович1, д.т.н., гл.н.с., Рудаков Сергей Валерьевич2, к.т.н., доц.,

1 НИПКИ «Молния»

Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт», 61013, Харьков, ул. Шевченко, 47, тел/phone +38 057 7076841, e-mail: [email protected]

2 Национальный университет гражданской защиты Украины, 61023, Харьков, ул. Чернышевского, 94,

тел/phone +38 057 7073438, e-mail: [email protected]

M.I. Baranov1, S. V. Rudakov2

1 Scientific-&-Research Planning-&-Design Institute «Molniya», National Technical University «Kharkiv Polytechnic Institute», 47, Shevchenko Str., Kharkiv, 61013, Ukraine.

2 National University of Civil Protection of Ukraine, 94, Chernyshevska Str., Kharkiv, 61023, Ukraine. Approximate calculation of active resistance and temperature of the pulse electric arc channel in a high-current discharge circuit of a powerful high-voltage capacitor energy storage.

Purpose. To obtain calculation correlations for active resistance Rce and maximal temperature Tme of plasma channel of pulse electric arc in the air double-electrode system (DES) with metal (graphite) electrodes, and also practical approbation of the obtained correlations for Rce and Tme in the conditions of high-voltage laboratory on the powerful capacity energy storage (CES) of electric setting, intended for reproducing on the electric loading of protracted C- component of current of artificial lightning with the USA rationed on normative documents by amplitude-temporal parameters (ATP). Methodology. Electrophysics bases of high-voltage impulse technique, scientific and technical bases of development and creation of high-voltage high-current impulse electrical equipment, including powerful CES, and also measuring methods in discharge circuits of powerful high-voltage CES ofpulse currents of millisecond temporal range. Results. On the basis of engineering approach the new results of approximate calculation of values of Rce and Tme are resulted in the plasma channel of pulse electric arc discharge in air DES of atmospheric pressure with metallic (graphite) electrodes. Practical approbation of results of calculation of values of Rce and Tme is executed as it applies to air DES, to connected in a discharge circuit of powerful high-voltage CES with protracted C- of component current of artificial lightning, characterized rationed ATP. It is shown that calculation of numeral value Rce approximately in 100 times exceeds the proper value of active resistance for the plasma channel of impulsive spark of electric discharge in air DES other things being equal, and a calculation of numeral value Tme well corresponds with the known thermodynamics information for classic electric arc in air DES of atmospheric pressure with graphite electrodes. Originality. New engineering approach is developed for the approximate calculation of values of Rce and Tme in electron-ion plasma of channel of pulse electric arc, arising in air DES of high-current discharge circuit of powerful high-voltage CES of proof-of-concept of electric setting of the technological setting. A formula is first obtained for the approximate calculation of equivalent active resistance of Rce of channel of pulse electric arc in air DES, remaining unchanging in the process of high-current discharge on RL- load of indicated CES. Practical value. Drawing on the got calculation results for the values of Rce and Tme in high-voltage impulse technique provides the rational choice of own electric parameters and construction elements of basic devices of powerful high-voltage CES of technological of electric setting, and also account of influence of electrical engineering descriptions of air DES on electromagnetic processes, taking place in the high-current discharge circuit of indicated CES with protracted C- of component current of artificial lightning. References 16, figures 6. Key words: powerful high-voltage capacitor energy storage, air double-electrode system, pulse electric arc, active resistance of pulse electric arc channel, maximal temperature of pulse electric arc channel.

Инженеры-высоковольтники создают электрические дуги длиной почти 200 футов, используя меньше энергии, чем раньше (Обновление)

На этой фотографии изображена электрическая дуга длиной 60 метров, похожая на молнию, созданная исследователями из Кентерберийского университета в Новой Зеландии. Предоставлено: Кредит: Роуэн Синтон, Райан ван Херел, доктор Уэйд Энрайт и профессор Пэт Боджер (исследователи), Райан ван Херел и доктор Стюарт Харди (фотография).

На фотографиях, сделанных исследователями, видны плазменные дуги длиной до 60 метров, отбрасывающие жуткое голубое свечение над зданиями и деревьями в лаборатории высокого напряжения в Университете Кентербери в Новой Зеландии.

Команда инженеров из Кентерберийского университета в Новой Зеландии разработала метод создания электрических дуг длиной почти 200 футов — видимых электрических токов, проходящих через воздух, который был разбит на электрически заряженные частицы. Другие создали более длинные дуги, но традиционная техника требует большого количества энергии, чтобы разрушить воздух.

Новая техника требует гораздо меньше энергии.В нем дуга проходит по пути тонкой медной проволоки. На 0,2 мм проволока немного больше диаметра среднего человеческого волоса. При подаче напряжения провод взрывается, создавая вспышку света, которая длится примерно столько же, сколько средняя вспышка камеры, менее одной тысячной секунды, и плазму, газ заряженных частиц.

Даниэль Синарс, который исследует термоядерный синтез в Сандийской национальной лаборатории в Альбукерке, штат Нью-Мексико, также работал с взрывающейся проволокой, но в гораздо меньшем масштабе.Он нашел интересными дуги, полученные исследователями Новой Зеландии.

«Трудно сделать плазму такого размера», — сказал Синарс.

Команда иногда создавала плазменные дуги во время других экспериментов с взрывающейся проволокой и продолжала новое исследование, чтобы лучше понять, как образовывались дуги.

Возможное применение — изучение атмосферного электричества и молний, а также создание катушек и узлов из плазмы. Предоставлено: Райан ван Херел и доктор.Стюарт Харди

«Мы очарованы плазмой, связанной с электрическими дугами», — написали члены команды Уэйд Энрайт и Роуэн Синтон в электронном письме Inside Science. «Мы хотим иметь возможность создавать плазму таким образом, чтобы мы могли изучать и применять ее».

Исследователи отметили, что потенциальные применения этого исследования включают улучшение понимания молнии, возможно, за счет «искусственного вызывания молнии из грозовых облаков», — сказали они.

Это могло бы заинтересовать ученых, потому что сбор данных о молнии затруднен, если она поражает случайным образом.Индукцию можно было использовать для направления молнии на исследовательское оборудование.

Команда Новой Зеландии также разрабатывает катушки и узлы плазмы для изучения шаровой молнии, а также других тем.

По их оценкам, сотни объектов по всему миру имеют необходимое оборудование для создания дуг длиной в несколько футбольных полей, и, возможно, дюжина из них может создать дугу длиной 1,2 мили.

Документ с подробным описанием результатов планируется опубликовать в журнале Journal of Applied Physics .

С этого момента вы также можете подписаться на Physorg в Google+!

Измерение электрических дуг на микрометрической шкале

Дополнительная информация: «Создание сверхдлинных дуг с помощью разрывающихся проводов» принято к публикации в журнале Journal of Applied Physics .

Источник: Служба новостей Inside Science

Цитата : Инженеры-высоковольтники создают электрические дуги длиной почти 200 футов, используя меньше энергии, чем раньше (Обновление) (2011 г., 8 ноября) получено 11 марта 2021 г. с https: // физ.org / news / 2011-11-extra-long-electric-arcs-energy.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

Оценка высоковольтной дуги и ее применение, Часть 1

Защита рабочих коммунальных служб и другого рабочего персонала, которые подвергаются линейному напряжению выше 15 кВ на электрических установках под напряжением, имеет решающее значение.По этой причине и для обеспечения соответствия нормам OSHA опасность вспышки дуги должна быть оценена и изучена на каждом предприятии с электрической установкой. Вспышка дуги вызывает чрезвычайно высокие температуры, интенсивный тепловой поток и излучение, высокие уровни шума в дБ и волны давления дугового разряда. Сильный жар и радиация могут воспламенить одежду и вызвать серьезные ожоги.

Были предложены различные методы для расчета уровней тепловой падающей энергии высоковольтной дуги (HVAF), включая IEEE 1584-2002, метод Ли и калькулятор Duke’s HFC.В этой статье рассматриваются методы, полученные в результате испытаний Института электроэнергетики (EPRI), а также методы, основанные на исследованиях В.В. Terzija и H.J. Konglin. Эти методы служат основой для расчетов вспышки дуги в примерах, и мы подробно объясняем, как они соотносятся с нормативными требованиями OSHA и NESC.

Несколько ключевых движущих факторов ответственны за падающую энергию, вызванную вспышкой высоковольтной дуги. К ним относятся, среди прочего, зазор между проводниками, ток короткого замыкания, напряжение дуги и продолжительность воздействия (время горения дуги).Действие каждого параметра в расчетах объясняется, чтобы помочь читателю применить методы.

В воздушных линиях электропередачи и распределительных линиях зазор между проводом и землей является наиболее вероятным местом возникновения дуги. В этой статье основное внимание уделяется дуговым замыканиям между фазой и землей на открытом воздухе; тем не менее, трехфазные дуговые замыкания в закрытом оборудовании (от 15 кВ до 36 кВ) также обсуждаются в связи с распространением систем коллектора возобновляемой энергии. Мы исследуем различия между методами, чтобы помочь устранить неправильные представления о правилах и доступной методологии для выполнения расчетов аварийной энергии HVAF.

Нормативные требования

Вспышка дуги была определена регулирующими органами OSHA как серьезная опасность, требующая незамедлительных действий по ее устранению. В статье 1910.335 OSHA говорится: « для предупреждения и защиты сотрудников от опасностей, которые могут привести к травмам в результате поражения электрическим током, ожогов или выхода из строя частей электрического оборудования. ”

В разделе 5 (a) (1) Закона о безопасности и гигиене труда 1970 года OSHA требует, чтобы работодатели обеспечивали безопасное рабочее место для всего работающего персонала: « Работодатели обязаны предоставлять своим сотрудникам бесплатное место работы. от признанных опасностей, которые вызывают или могут привести к смерти или серьезному ущербу.’”

OSHA 1910.333 (a) (1) утверждает:

Токоведущие части, воздействию которых может подвергнуться работник, должны быть обесточены до того, как работник начнет работать на них или рядом с ними, если только работодатель не сможет продемонстрировать, что отключение питания создает дополнительные или повышенные опасности или является невозможным из-за конструкции оборудования или эксплуатационных ограничений. Токоведущие части, которые работают при напряжении ниже 50 вольт относительно земли, не нужно отключать, если не будет повышенного воздействия электрических ожогов или взрыва из-за электрической дуги.

NFPA 70E NEC подчеркивает необходимость выявления опасностей дугового разряда и необходимых мер по их снижению. Перефразируя NFPA 70E-2018, статья 130.5, Оценка риска вспышки дуги: Оценка риска вспышки дуги должна быть выполнена и должна: (1) Определить, существует ли опасность вспышки дуги. Оценка риска должна определять: (a) соответствующую рабочую практику, связанную с безопасностью, (b) границу вспышки дуги, (c) СИЗ, которые будут использоваться в пределах границы вспышки дуги. (2) Быть обновленным, когда происходят серьезные изменения или обновления.Он должен периодически пересматриваться с интервалами, не превышающими 5 лет, для учета изменений в системе распределения электроэнергии, которые могут повлиять на результаты оценки риска вспышки дуги. (3) Примите во внимание конструкцию устройства защиты от сверхтоков и время его срабатывания, включая условия обслуживания.

В этой статье особое внимание уделяется требованиям электробезопасности коммунального хозяйства, содержащимся в OSHA 29 CFR 1910, подраздел R (1910.269). Хотя коммунальные предприятия могут владеть и эксплуатировать многие объекты, подпадающие под действие NFPA 70E, и, таким образом, могут следовать приведенным там руководящим принципам для расчетов аварийной энергии, большинство систем передачи и распределения выходят за рамки этого контекста.

Подобно требованиям к вспышке дуги на промышленных и коммерческих объектах, коммунальные предприятия следуют NESC (ANSI / IEEE C2-2017) в отношении руководства по оборудованию, которое выходит за рамки NFPA 70E. Раздел 410A3 гласит:

Начиная с 1 января 2009 г., работодатель должен обеспечить проведение оценки для определения потенциального воздействия электрической дуги на сотрудников, которые работают с частями или оборудованием, находящимися под напряжением, или рядом с ними. Если оценка определяет, что существует потенциальное облучение работника более 2 кал / см ², работодатель должен потребовать от работников носить одежду или систему одежды, эффективная мощность дуги которой не ниже ожидаемого уровня энергии дуги.

Далее стандарт гласит:

Когда выполняется анализ вспышки дуги, он должен включать расчет расчетной энергии дуги на основе имеющегося тока короткого замыкания, продолжительности дуги (циклов) и расстояния от дуги до работника.

Подводя итог, нормативные требования гласят, что безопасное рабочее место должно быть обеспечено в промышленных и коммерческих приложениях (регулируемых NFPA-70E) и в приложениях для передачи и распределения коммунальных услуг (регулируемых NESC).Однако, хотя в некоторых стандартах указаны конкретные методы HVAF в качестве примеров, дающих разумные результаты, они, безусловно, не являются обязательными.

Например, OSHA 1910.269 Приложение E, Раздел III, Таблица 2 и Таблица 3 предоставляют примеры конкретных методов, которые можно использовать для обоснованного расчета падающей энергии HVAF. Тем не менее, OSHA разъяснила в официальном письме о толковании, что «OSHA никогда не предполагала, что методы расчета, перечисленные в настоящее время в Приложении, будут единственными методами, которые работодатели могут использовать для соответствия стандарту.Фактически, примечания 1–29 CFR 1910.269 (1) (8) (ii) конкретно предусматривают, что «[] работодатель может выбрать метод расчета падающей тепловой энергии, не включенный в приложение E» , если этот метод used «обоснованно предсказывает энергию инцидента, которой может подвергнуться сотрудник». Эта информация, которая цитируется непосредственно из письма с толкованием Департамента труда, безопасности и гигиены труда США, является основной причиной для изучения альтернативных методов, которые могли бы обеспечить разумные оценки аварийной энергии от электрической дуги.

Методология

Исследования и стандарты, разработанные в предыдущие десятилетия, были в основном сосредоточены на том, как рассчитать энергию вспышки дуги для закрытых трехфазных систем низкого и среднего напряжения (от 0,208 до 15,0 кВЛН). Гораздо менее подробная информация была опубликована или выделена относительно тепловой энергии, производимой за счет длинных промежутков в проводниках, которые более распространены в высоковольтных системах. Чтобы проверить методы, доступные в то время (а также из-за требований, предъявляемых к коммунальным предприятиям в 2009 году), EPRI запросил исчерпывающий набор тестов и экспериментов.Это привело к разработке эмпирических уравнений, которые можно было использовать для проверки существующих методов.

Экспериментально выведенные уравнения (1) — (5) из EPRI TR-1022632 обеспечивают метод расчета падающей энергии и могут быть эффективно использованы для определения теплового потока и падающей энергии при дуговых замыканиях на открытом воздухе и между фазой и землей в воздушные системы распределения и передачи электроэнергии. Первое уравнение определяет градиент напряжения, который является функцией зазора и тока дуги.

Уравнение (1) должно решаться вместе с уравнением (2) с использованием основных итерационных процедур.

(1)

Где:

Eave Средний градиент напряжения (кВ / м)

G Длина зазора между проводниками (м)

Iarc Ток дуги (кА, действ.)

Напряжение дуги (действующее значение) можно определить с помощью уравнения (2) с градиентом напряжения и длиной зазора между проводниками.

(2)

Где:

Varc Напряжение дуги (Вольт, действ.)

Мощность дуги легко определить после того, как итерационный процесс определил значения тока и напряжения дуги.

(3)

Где:

P arc Мощность дуги (МВт)

Уравнение потока энергии (4) учитывает влияние зазора и тока дуги на теплопередачу на определенном рабочем расстоянии.

(4)

Где:

Ф Поток тепловой энергии (кал / (с * см2)

D Рабочее расстояние (фут)

с Секунды

Уравнение падающей энергии (5) может быть скорректировано на основе статистического анализа измерений энергии.

(5)

Где:

Вт Падающая тепловая энергия (кал / см2)

T Продолжительность воздействия дуги (секунды)

n Статистический множитель

σ Стандартное отклонение

Подобно методу из EPRI TR-1022632, другие международные исследования привели к разработке альтернативных представлений длинных дуг на открытом воздухе. Подобные уравнения, основанные на исследованиях Terzija и Konglin, можно использовать для определения градиента напряжения дуги, тока дуги, сопротивления дуги, мощности дуги и энергии, как описано уравнением (6) через уравнение (11).

(6)

Где:

R дуга Сопротивление дуги (Ом)

U a Величина напряжения дуги (В)

I arc Ток дуги (А)

(7)

Где:

E a Градиент напряжения дуги (В / метр)

L Длина зазора (метры)

Подставляя уравнение (7) в уравнение (6):

(8)

Используйте уравнение (9), чтобы определить U _a:

(9)

Где:

B Градиент напряжения (вольт / метр)

I дуга Ток дуги (амперы)

Мощность и энергия дуги находятся с помощью уравнения (10) и уравнения (11):

(10)

(11)

Где:

T дуга Продолжительность воздействия дуги (секунды)

Падающая энергия может быть определена с помощью уравнения (7) и уравнения (8), разработанного на основе R.Уилкинса для различных комбинаций a и k (которые зависят от размера коробки и ориентации электродов) и x (который является функциональным зазором и величиной тока дуги):

(12)

Для дуг на открытом воздухе применяется уравнение 12, поскольку дуга свободно расширяется по сравнению с дугами, ограниченными закрытым оборудованием.

Для дуг в закрытом оборудовании (т. Е. В распределительном устройстве) размер коробки учитывается для определения коэффициентов отражательной способности a и k Уилкинса.Эти значения используются для учета эффекта отражательной способности корпуса.

(13)

Где:

E Падающая энергия (Джоуль / см2)

E arc Энергия дуги (Джоули)

d Рабочее расстояние (мм)

a Коэффициент отражательной способности «a» Уилкинса

k Коэффициент отражательной способности «k» Уилкинса

x Коэффициент экспоненты расстояния

Параметры a, k и x определяются на основе матрицы комбинаций зазора между проводниками, которые оптимизируются на основе оценки результатов.

Основная предпосылка этих двух методов, которые с этого момента называются методами EPRI и Terzija / Konglin, заключается в том, что дуги высокого напряжения на открытом воздухе могут быть представлены математически с использованием среднеквадратичных эквивалентов напряжения и тока дуги. Эти эквивалентные среднеквадратичные градиенты тока и напряжения могут быть получены с помощью спектрального анализа измеренных форм сигналов однофазных дуг на открытом воздухе. Гармонический спектр, полученный с помощью быстрого преобразования Фурье (БПФ), можно использовать для создания среднеквадратичных сигналов для напряжения, которые могут быть в некоторой степени эквивалентны сигналам прямоугольной формы.Типичные формы высоковольтных сигналов можно представить в виде прямоугольной волны (рис. 1).

Рисунок 1: Формы сигналов Varc (Ua), Iarc (ia) и Parc (Па)

Согласно Terzija / Konglin, градиент напряжения можно аппроксимировать с помощью прямоугольной формы волны; однако, согласно EPRI, градиент напряжения изменяется, и, таким образом, модель прямоугольной формы волны не может моделировать все комбинации тока дуги и зазора между проводниками. Пример этого показан на рисунке 2, где мгновенная форма волны напряжения не совсем похожа на прямоугольную волну, но имеет непрерывный спад от точки, где зажигается дуга, до точки, где дуга гаснет из-за пересечения нуля.

Рисунок 2: Общие формы сигналов V (красный), Varc (синий) и Iarc (зеленый)

На рис. 2 представлена осциллограмма напряжения дуги. Прямоугольная форма волны была наложена на форму волны напряжения дуги, чтобы показать, что фактическая форма волны подобна прямоугольной форме волны, но значительно варьируется в зависимости от зазора и тока. Метод EPRI в уравнениях (1) — (5) учитывает влияние различных зазоров и токов дуги. Тот же эффект может быть добавлен к уравнению (7) для чувствительности метода Терзия / Конглина к разной длине зазора.

Представленные модели применимы к однофазным дуговым коротким замыканиям на открытом воздухе, которые статистически имеют наибольшую вероятность возникновения в высоковольтных энергосистемах. Однако трехфазные дуговые замыкания также возникают в закрытом оборудовании, работающем при напряжениях выше 15 кВ (вне диапазона IEEE 1584 2002 или 2018), для которого необходимо выполнить расчет падающей энергии. Не существует стандарта для расчета трехфазных дуг напряжением выше 15 кВ, но в качестве возможных решений появились два метода.

Первый метод — адаптировать методы расчета, подобные методам EPRI и Terzija / Konglin, для консервативного моделирования трехфазных замкнутых дуг. Второй предложенный метод, основанный на T.A. Short, использует расширение уравнений метода IEEE 1584-2002 для определения падающей энергии в закрытом трехфазном оборудовании. Для преобразования однофазной дуги в многофазную предлагается множитель от 1,75 до 2,5. Размеры корпуса, конфигурация электродов и рабочее расстояние — все это факторы, влияющие на коэффициент преобразования.

Сравнение методов расчета

Описанные выше методы — это только два из нескольких методов, которые можно использовать для получения разумной оценки падающей энергии, генерируемой однофазной дугой на открытом воздухе. OSHA 1910.269 Приложение E, Раздел III, Таблица 2 и Таблица 3 предоставляют дополнительные примеры разумных методов определения уровней падающей энергии от пламени и электрической дуги, необходимых для выбора СИЗ. Приложение E не имеет целью давать прямые рекомендации или подразумевать, что перечисленные методы должны использоваться исключительно для определения падающей энергии.Цель этих таблиц — предоставить примеры методов, которые могут дать разумные результаты.

Слово «разумный» было добавлено в эти таблицы в ответ на заявление в IEEE 1584-2002, в котором метод Ли указан как приемлемый для определения энергии дугового разряда для систем с напряжением выше 15 кВ. По иронии судьбы, ссылка на метод Ли была удалена из последней редакции IEEE 1584-2018, потому что включение этого текста в Приложение E вызвало путаницу — это было неверно истолковано как требование.Фактически, альтернативные методы, основанные на реальных результатах испытаний, использовались для уточнения некоторых результатов, перечисленных в Приложении E, и могут быть включены в будущие редакции правил OSHA.

Чтобы доказать, что несколько доступных методов дают аналогичные и разумные результаты, был проведен всесторонний сравнительный анализ, чтобы наблюдать, как результаты падающей энергии каждого метода изменяются в зависимости от параметров развертки, которые включают разные зазоры, напряжения, токи короткого замыкания и рабочие расстояния. В этом разделе представлена лишь небольшая выборка из тысяч сравнений, выполненных для шести различных методов (включая тот, который не может быть раскрыт, поскольку он не является общедоступным приложением и поэтому был исключен из сравнений).Хорошей отправной точкой для сравнительного анализа является следование расчетам, выполненным для получения данных в Таблице 410-2 и Таблице 410-3 NESC C2-2017. На рисунке 3 сравниваются пять методов:

EPRI
Terzija / Konglin
Теоретически выведенный Ли (включен для иллюстрации)
Калькулятор теплового потока Duke
ArcPro V3.0.

Диапазон напряжения составляет от 1,0 кВ до 46 кВ, рабочее расстояние составляет 15 дюймов, а зазоры варьируются в соответствии с примечаниями в таблице 410-2.Ток короткого замыкания для всех расчетов составляет 5,0 кА. Продолжительность воздействия дуги варьируется для отображения нормализованного воздействия 4 кал / см2 и берется из таблицы. Материал электрода — нержавеющая сталь (поэтому эффект эрозии электрода не учитывается).

Сравнение показывает, что в диапазоне от 1,1 до 46 кВ разница между результатами составляет примерно 1,6 кал / см2 или меньше (от максимального к минимальному). Горизонтальная линия представляет собой нормированное целевое значение энергии в 4 калории. Метод Ли в большинстве случаев дает гиперболический результат почти в 20 раз выше и оказывается нецелесообразным для всех приложений с напряжением выше 15 кВ.

Рисунок 3: Сравнение пяти 1-P Arc I.E. Методы — 4 кал

Рисунок 4: Сравнение четырех 1-P Arc I.E. Методы — 4 кал

На рис. 4 показаны дальнейшие сравнения для более длинных промежутков и более высоких токов короткого замыкания. Это сравнение было выполнено на основе параметров, выбранных для генерации NESC C2-2017, Таблица 410-3. Напряжение варьируется от 1,0 до 500 кВ, рабочие расстояния и зазоры между проводниками определяются на основе минимального расстояния сближения, а для напряжения оборудования используются данные, приведенные в сносках таблицы 410-3.Уравнение (14) и уравнение (15) были использованы для определения некоторых рабочих расстояний и зазоров между проводниками:

(14)

(15)

Где:

Зазор LG Зазор между проводниками (мм)

WD LG Рабочее расстояние между фазой и землей
(дюймы)

MinAppDist Минимальное расстояние подхода
без инструментов (футы)

В LL Междуфазное напряжение (кВ)

На рисунке 4 сравниваются только четыре метода, так как включать метод Ли нецелесообразно.Тенденция данных показывает, что результаты всех четырех методов уменьшаются или увеличиваются в зависимости от изменений зазора и рабочего расстояния, необходимых для более высоких напряжений. Результаты всех четырех методов выше эталонного значения 4 калорий между 121 и 362 кВ. Наибольшая разница в падающей энергии между методами составляет примерно 1,16 кал / см2 или меньше.

Тенденции аналогичны для других эталонных значений падающей энергии и других комбинаций зазоров и токов короткого замыкания. NESC C2-2017 Таблица 410.3 включает более высокие эталонные значения падающей энергии. На рисунке 5 показан сравнительный анализ результатов для 20 кА доступного тока короткого замыкания с 8-калорийной системой отсчета. Подобно тенденции, показанной на Рисунке 4, результаты падающей энергии для результатов с более длинным зазором обычно выше эталонных. Наибольшая разница в падающей энергии между методами составляет 2,2 кал / см2 или меньше.

Рисунок 5: Сравнение четырех 1-P Arc I.E. Методы — 8 кал

Как упоминалось ранее, трехфазные замкнутые дуги представляют большой интерес, особенно между 15 и 36 кВ.На рисунке 6 показан сравнительный анализ четырех методов применительно к этому условию. Для сравнения использовались типовые размеры распределительного устройства среднего напряжения. Высота, ширина и глубина составляют 1143 мм, 762 мм и 762 мм соответственно для уровней напряжения выше 15 кВ. Для оборудования 5 кВ было использовано 914 мм для всех трех размеров. Для всех образцов сравнения использовалось рабочее расстояние 36 дюймов. Продолжительность воздействия дуги для всех образцов составила 200 мс. Ток короткого замыкания 10 кА. Зазор между проводниками варьировался от 4 до 12 дюймов (4 дюйма при 5 кВ, 6 дюймов при 15 кВ, 9 дюймов при 25 кВ и 12 дюймов при 35 кВ).

Рисунок 6: 3-P закрытый I.E. Сравнение четырех методов

Результаты однофазной дуги EPRI, Terzija / Konglin и ArcPro для многофазной дуги были скорректированы с использованием коэффициента умножения 2,0. Падающая энергия, полученная от ArcPro, по-видимому, была преобразована с использованием постоянного множителя 1,75 для перехода от трехфазной дуги на открытом воздухе к трехфазным условиям в замкнутом пространстве. Методы EPRI и Terzija / Konglin были преобразованы в закрытые условия с использованием коэффициентов отражательной способности, разработанных на основе R.Wilkin и другие закрытые источники информации, на которые нельзя ссылаться.

Разброс в расчетах падающей энергии намного выше для трехфазных замкнутых дуг и может достигать 50 процентов от максимума к минимуму на основе сравнений на Рисунке 6. Разница зависит от размеров корпуса, ориентации электродов, расстояния между электродами и задней стенкой, расстояния между электродами и нижней поверхностью корпуса и рабочего расстояния.Чтобы учесть некоторые из этих дополнительных источников вариаций, коэффициенты отражательной способности, применяемые к методам EPRI и Terzija / Konglin, были разработаны для получения более консервативных результатов.

В новом стандарте IEEE 1584-2018 введен новый поправочный коэффициент для размера корпуса, но на первый взгляд новые уравнения IEEE 1584-2018 не могут быть расширены для применения при напряжениях выше 15 кВ (в отличие от их предшественников). Похоже, что уравнения тока дуги коллапсируют, давая нереалистичные результаты при входном напряжении выше 22 кВ.Однако, если входное напряжение поддерживается на максимальном уровне 22 кВ, можно расширить сравнительный анализ, включив в него этот новый метод, как показано на рисунке 7. Обратите внимание, что результаты метода IEEE 1584-2018 были получены с использованием следующие предположения:

Проводник горизонтальный в коробке (HCB)
Размеры 914 мм x 914 мм x 914 мм для 5 кВ
Размеры 1143 мм x 762 мм x 762 мм для 15 кВ и выше
Разрывы: 4 дюйма при 5 кВ, 6 дюймов при 15 кВ, 9 дюймов при 22 кВ и 12 дюймов при 22 кВ (решение по току дуги невозможно при входном напряжении более 22 кВ.)

Рисунок 7: 3-P закрытый I.E. Сравнение, включая IEEE 1584-2018

Это последнее сравнение показывает, что изменения в ориентации электродов в оборудовании среднего напряжения имеют значительный эффект, который не может быть хорошо уловлен с помощью моделей с однофазной дугой, адаптированных к трехфазным закрытым условиям. Рисунок 7 также показывает, что дополнительных консервативных факторов может быть достаточно для консервативной оценки падающей энергии из-за многих изменений параметров, которые могут оказать существенное влияние на тепловую передачу падающей энергии.

Сравнительный анализ, проведенный для определения того, какой метод может обеспечить приемлемые результаты по падающей энергии, был обширным. Другой пример этого усилия можно увидеть на Рисунке 8, который был воссоздан на основе сравнительного анализа, выполненного Аммерманом, Гаммоном, Сеном и Нельсоном. На рис. 8 изначально были включены только результаты вычислителя теплового потока Duke, ArcPro V2.0 и результаты IEEE 1584-2002 для трехфазного короткого замыкания на открытом воздухе. Представленная здесь диаграмма включает два дополнительных метода, применяемых при идентичных входных параметрах.Зазор между проводниками составляет 6 дюймов, что важно для этого сравнения, поскольку оно показывает, что даже при небольших зазорах все четыре модели могут давать очень близкие результаты. Кроме того, по оси абсцисс показан доступный ток повреждения, который варьируется от 5 кА до примерно 45 кА (очень высокий для высоковольтных приложений). Рабочее расстояние, использованное для сравнения, составляло 30 дюймов, а продолжительность воздействия дуги (время дуги) была установлена на 0,2 секунды.

Рисунок 8: 3-P Open-Air I.E. Сравнения

Корреляция между методом EPRI и ArcPro V2.0 — не более 1,0 кал / см2 для результата 45 кА. Также можно заметить, что наименьшее значение имеет метод Терзия / Конглина. Этого можно было ожидать, поскольку этот метод был разработан для представления длинных промежутков. Ни в одном из методов однофазной дуги не используется коэффициент преобразования для преобразования результата в многофазную дугу.

Заключение

Основной целью Части 1 этой статьи было исследование и сравнение различных методов расчета падающей энергии от электрических дуг высокого и среднего напряжения.Анализ результатов, представленных на рисунках 3, 4 и 5, показывает, что несколько методов могут использоваться для расчета падающей энергии, генерируемой дуговыми замыканиями на открытом воздухе, линия-земля для систем в пределах диапазона таблиц NESC 410-2. и 410-3.

В Части 2 этой статьи будут подробно обсуждаться ключевые факторы, которые напрямую влияют на энергию падающей дуги, а также рекомендации по использованию средств индивидуальной защиты для различных сценариев. Будут проанализированы примеры из реальной жизни, чтобы понять важность исследований вспышек высоковольтной дуги для коммунальных служб.

Ссылки

EPRI TR – 1022632, Проблемы дугового разряда в среде передачи и подстанции: результаты испытаний с длинными дугами . Исследовательский институт электроэнергетики, Пало-Альто, Калифорния, 2011 г.

IEEE Std. 1584b – 2011, Руководство IEEE по выполнению расчетов опасности дугового разряда. IEEE, Нью-Йорк, Нью-Йорк.

IEEE Std. 1584–2018 D6, Утвержденный проект руководства по расчету опасности дугового разряда. IEEE, Нью-Йорк, Нью-Йорк.

IEEE Std. 1584–2002, Руководство IEEE по выполнению расчетов опасности дугового разряда. IEEE, Нью-Йорк, Нью-Йорк.

NESC C2–2017, Национальный кодекс электробезопасности. IEEE, Нью-Йорк, Нью-Йорк.

OSHA 1910.33, Требования администрации по охране труда. Управление по охране труда и технике безопасности Министерства труда США.

NFPA 70–2017, Национальный электротехнический кодекс , NFPA, Куинси, Массачусетс.

NFPA 70E – 2018, Стандарт по электробезопасности на рабочем месте , NFPA, Куинси, Массачусетс.

Инженеры центральной станции, Westinghouse Electric Corp., Справочник по передаче и распределению электроэнергии . Westinghouse Electric Corp., Ист-Питтсбург, Пенсильвания, 1964.

Федеральная комиссия по регулированию энергетики, «Стратегический план на 2018-202 годы». Сентябрь 2018.

Глоссарий терминов, используемых в стандартах надежности NERC, июль 2018 г.

Парсонс и А. Маррокин, «Основы для выбора технологии смягчения последствий энергопотребления», представленная на конференции IEEE IAS ESW Conference , Форт-Уэрт, Техас, 2018.

Р. Ф. Аммерман, Т. Гаммон, П. К. Сен и Дж. П. Нельсон, «Сравнительное исследование моделирования дуги и воздействия энергии при падении дуги». Техническая конференция IEEE по нефтяной и химической промышленности, 2008 г.

Р. Уилкинс, «Простые улучшенные уравнения для анализа опасности дугового разряда». Интернет на форуме по электробезопасности IEEE: https://www.ieeecommunities.prg/ieee.esafety. 30 августа 2004 г.

Т. А. Шорт, «Подходы к анализу вспышки дуги для распределения среднего напряжения». Конференция по сельской электроэнергетике, май 2009 г.

Т. А. Шорт, «Подходы к анализу дугового разряда для распределения среднего напряжения». Транзакции IEEE в отраслевых приложениях , Vol. 47, No. 4, pp. 1902–1909, июль / август 2011 г.

Transpower TP.DS.62.01, C зазоры и расстояния между проводниками — и безопасный доступ для распределительных устройств переменного тока . Выпуск 3, фев 2009.

В.В. Терзия и Х. Дж. Конглин, «Длинная дуга в свободном воздухе: лабораторные испытания, моделирование, моделирование и оценка параметров модели». IEE Proceedings — Generation, Transmission and Distribution , Vol 149, No.3, pp. 319-325, May 2002.

В.В. Терзия и Х. Дж. Конглин, «Новый подход к расчету сопротивления дуги». Зимнее собрание энергетического общества IEEE, февраль 2001 г.

Рабочая группа D8, «Обоснование пилотной защиты линий электропередачи», IEEE Power Engineering Society, 2008.

Альберт Маррокин, BSEE, PE , Старший член IEEE, — вице-президент по валидации и проверке и старший главный инженер-электрик в ETAP.Зарегистрированный профессиональный инженер в штате Калифорния, он является главным разработчиком и менеджером по продукции ETAP по дуговым вспышкам переменного и постоянного тока, членом рабочей группы IEEE 1584 и IEEE 1458, а также активным участником семинаров и встреч NFPA 70E.

Абдур Рехман, BSEE, MSEE, PE , является супервайзером по эксплуатации реле в Puget Sound Energy, где он возглавляет группу специалистов по реле, которые обслуживают, устраняют неисправности и вводят в эксплуатацию системы защиты на всей территории PSE.Абдур обладает богатым опытом работы с высоковольтными системами защиты и провел различные исследования энергосистем, расследования громких инцидентов, устранение неисправностей и проведение RCA.

Али Мадани, BSEE , является ведущим инженером по энергетическим системам в AllumiaX Engineering. Али выполнил различные исследования энергосистем, включая моделирование, исследования короткого замыкания, координации и вспышки дуги для различных объектов низкого и среднего напряжения.

Свод правил штата Калифорния, раздел 8, раздел 2940.11. Защита от огня и электрической дуги.

Объем: Этот раздел охватывает строительство, эксплуатацию и техническое обслуживание линий и оборудования для производства, управления, преобразования, передачи и распределения электроэнергии. Это включает сопутствующее оборудование для связи или измерения, доступное только квалифицированным сотрудникам.

(1) Работодатель должен оценить рабочее место в соответствии с GISO, раздел 3203, чтобы выявить работников, подвергающихся опасности от огня или электрической дуги.

(2) Для каждого работника, подвергающегося опасности от электрической дуги, работодатель должен сделать разумную оценку падающей тепловой энергии, которой будет подвергаться работник.

ПРИМЕЧАНИЕ 1 к подразделу (а) (2): Приложение D к этой статье содержит руководство по оценке доступной тепловой энергии. Отдел безопасности и гигиены труда сочтет, что работодатели, которые следуют указаниям в Приложении D к этой статье, соблюдают подпункт (а) (2) этого раздела. Работодатель может выбрать метод расчета падающей тепловой энергии, не включенный в Приложение D к этой статье, если выбранный метод обоснованно предсказывает падающую энергию, которой может подвергнуться работник.

ПРИМЕЧАНИЕ 2 к подразделу (a) (2): Этот подраздел не требует, чтобы работодатель оценивал воздействие падающей тепловой энергии для каждой рабочей задачи, выполняемой каждым сотрудником. Работодатель может делать общие оценки, охватывающие несколько областей системы, при условии, что работодатель использует разумные предположения о распределении воздействия энергии по всей системе и при условии, что оценки представляют собой максимальное воздействие на сотрудников для этих областей. Например, работодатель может оценить тепловую энергию рядом с подстанцией, питающей радиальную систему распределения, и использовать эту оценку для всех работ, выполняемых в этой радиальной системе.

(b) Выбор и запрещенная одежда. Работодатель должен выбрать одежду на основе оценки опасности в подразделе (a) (2) и обеспечить, чтобы каждому сотруднику, который подвергается опасности от огня или электрической дуги, была предоставлена подходящая одежда в соответствии с требованиями Раздела 2940.6 (k). . Работодатель не должен выбирать одежду, которая может плавиться на коже работника или которая может воспламениться и продолжать гореть при воздействии огня или тепловой энергии, рассчитанной в соответствии с подразделом (а) (2) настоящего раздела.

(1) Огнестойкая одежда. Работодатель должен гарантировать, что внешний слой одежды, которую носит работник, за исключением одежды, не требующей определения дуги согласно подразделам (b) (2) (AE) этого раздела, является огнестойким при любом из следующих условий:

(A) Сотрудник подвергается контакту с частями цепи, находящимися под напряжением, работающими под напряжением более 600 вольт,

(B) Электрическая дуга может воспламенить воспламеняющийся материал в рабочей зоне, который, в свою очередь, может воспламенить одежду сотрудника,

(C) Расплавленный металл или электрическая дуга от поврежденных проводов в рабочей зоне могут воспламенить одежду работника, или

ИСКЛЮЧЕНИЕ: Подраздел (b) (1) (C) не применяется к проводникам, которые способны выдерживать без сбоев, максимальный доступный ток короткого замыкания в течение времени, которое требуется устройствам защиты цепи для устранения замыкания.

(2) Класс дуги. Работодатель должен гарантировать, что каждый работник, подвергающийся опасности от электрической дуги, носит защитную одежду и другое защитное оборудование с номинальной мощностью дуги, превышающей или равной тепловой энергии, оцененной в соответствии с подразделом (а) (2) настоящего раздела, всякий раз, когда эта оценка превышает 2,0 кал. / см ². Это защитное снаряжение должно покрывать все тело работника, за исключением следующего:

(A) Дуговой разряд не требуется для рук работника, когда работник носит резиновые изолирующие перчатки с защитными приспособлениями или, если расчетная энергия падающего удара не превышает более 14 кал / см ², сверхпрочные кожаные рабочие перчатки с массой не менее 407 г / м ² (12 унций / ярд ²).

(B) Дуговая защита не требуется для ног сотрудника, когда работник носит тяжелую рабочую обувь или ботинки,

(C) Дуговая защита не требуется для головы сотрудника, когда работник одет защита головы, отвечающая требованиям GISO, раздел 3381, если расчетная энергия падающего излучения меньше 9 кал / см. ² для облучения с использованием однофазной дуги на открытом воздухе или 5 кал / см. ² для других воздействий,

(D) Защита головы сотрудника может состоять из защиты головы, соответствующей требованиям GISO, Раздел 3381, и лицевого щитка с минимальным номинальным значением дуги 8 кал / см ², если расчетное воздействие падающей энергии меньше 13 кал / см ² для воздействий с однофазными дугами на открытом воздухе или 9 кал / см ² для других воздействий и

(E) Для воздействий с участием однофазных дуг на открытом воздухе рейтинг дуги для защиты головы и лица сотрудника может составлять 4 кал. / см ² меньше чем расчетная падающая энергия.

(A) Требование в подразделе (a) (2) этого раздела к работодателю для обоснованной оценки энергии сбоя вступает в силу 1 октября 2018 г.

(B) Требование в подразделе (a) (1) ( D) этого раздела для работодателя, чтобы гарантировать, что внешний слой одежды, которую носит работник, является огнестойким, когда расчетная падающая тепловая энергия превышает 2,0 кал / см. ² начинается 1 октября 2018 г.

(C) Требование в подразделе (b) (2) этого раздела для работодателя по обеспечению того, чтобы каждый работник, подвергающийся опасности от электрической дуги, носил необходимое защитное оборудование с номинальной электрической дугой, вступает в силу 1 октября 2018 года.

(c) Обращение с предохранителями. Когда работник должен установить или удалить предохранители с одним или обоими выводами, находящимися под напряжением более 300 вольт, или с открытыми частями, находящимися под напряжением более 50 вольт, работодатель должен гарантировать, что работник использует инструменты или перчатки, рассчитанные на это напряжение. Когда работник устанавливает или удаляет предохранители вытесняющего типа с одним или обоими выводами, находящимися под напряжением более 300 вольт, работодатель должен обеспечить, чтобы работник носил защитные очки, соответствующие требованиям Раздела 3382, использовал инструмент, рассчитанный на такое напряжение, и был чист. выхлопного тракта ствола предохранителя.

(d) Закрытые (неизолированные) проводники под напряжением. Требования этого раздела, касающиеся опасностей, связанных с открытыми токоведущими частями, также применяются, когда работник выполняет работу вблизи находящихся под напряжением покрытых (неизолированных) проводов.

(д) Нетоковедущие металлические части. Нетоковедущие металлические части оборудования или устройств, такие как корпуса трансформаторов и корпуса выключателей, должны рассматриваться как находящиеся под напряжением при самом высоком напряжении, которому подвергаются эти части, если только работодатель не проверит установку и не определит, что эти части находятся под напряжением. обоснованы до того, как сотрудники приступят к работе.

Средства защиты от дугового замыкания защищают высоковольтные MLCC

Инновационная защита от дугового замыкания позволяет компактным высоковольтным MLCC для поверхностного монтажа предоставлять экономичное и компактное решение для новых приложений в электромобилях или производстве возобновляемой энергии

Реджи Филипс, старший менеджер по продукции, KEMET

В приложениях, где экономия энергии имеет решающее значение, таких как ветровые или солнечные инверторы или силовые агрегаты электромобилей (EV), распределение мощности при высоком напряжении может помочь снизить потери I ² R.Линия постоянного тока, питающая инвертор, может составлять от 3 В до 400 В, например, для электромобилей или даже выше для кондиционирования энергии ветра или солнца. Однако такие высокие рабочие напряжения создают дополнительные проблемы безопасности не только для конечных пользователей, но и для компонентов — даже для тех, у которых на корпусе указано подходящее номинальное напряжение.

Давайте посмотрим, как на многослойные керамические конденсаторы (MLCC), которые часто используются для фильтрации, развязки или демпфирования, может влиять приложенное смещение в несколько сотен вольт.

Принятые законы физики говорят нам, что высокое номинальное напряжение MLCC и небольшой размер корпуса несовместимы: увеличение номинального напряжения требует более толстого диэлектрического слоя между пластинами, что, в свою очередь, увеличивает размер компонента. Даже в этом случае спрос на небольшие и легкие блоки питания требует высокой емкости и высокого напряжения в корпусах все меньшего и меньшего размера. Разработчики инверторов электромобилей или ветряных или солнечных микрогенераторов обычно ищут конденсаторы, такие как MLCC типа X7R, в корпусах типоразмеров 0603 и 0805 с номинальным напряжением 500 В, 630 В или 1000 В постоянного тока.

Предотвращение повреждения и разрушения дуги

Производители компонентов могут в некоторой степени удовлетворить эти потребности, используя более эффективные материалы для конденсаторов и методы их изготовления. Однако на практике такие факторы, как утечка (естественное распространение электрического поля по диэлектрической поверхности) и тенденция сильного электрического поля вызывать ионизацию окружающего воздуха, как показано на рис. , рис. 1 , угрожают безопасности. компонентов, работающих под высоким напряжением.

Когда происходит ионизация, если приложенное напряжение смещения превышает начальное напряжение ионизированного воздуха, между выводами устройства или электродами с разными потенциалами может образоваться токопроводящий путь, что приведет к коронному разряду или возникновению дуги.

Рис. 1: Ионизация создает условия для образования дуги между клеммами и электродом.

Начальное напряжение, при котором может возникнуть дуга, зависит от множества факторов, включая атмосферную температуру и давление, влажность и конечную длину пути утечки.На длину пути утечки, в свою очередь, влияет наличие загрязняющих веществ на поверхности компонентов, таких как токопроводящие частицы пыли или скопившаяся влага. Керамические материалы с высокой диэлектрической проницаемостью, такие как материалы X7R, имеют более высокую пористость, проявляющуюся в виде пустот на поверхности материала, чем другие диэлектрики, такие как C0G. В этих пустотах обычно скапливаются влага и пыль, что делает компонент более уязвимым для образования дуги.

Дуга между выводами может сохраниться, хотя повторяющийся коронный разряд по поверхности устройства вызывает образование науглероженных дорожек, которые со временем создают токопроводящие дорожки.Поскольку разряды продолжают происходить, это в конечном итоге приведет к отказу из-за короткого замыкания.

Более проблематичной является возможность разряда между внешними частями компонента и первым внутренним противоэлектродом, имеющим противоположный потенциал, как показано на Рис. 2 . Обычно это вызывает быстрый пробой диэлектрика, что приводит к короткому замыканию; часто сопровождается довольно эффектным разрушением конденсатора.

Фиг.2: Дуга между клеммой и первым противоэлектродом обычно вызывает быстрый выход конденсатора из строя.

Исторически сложилось так, что производители конденсаторов и специалисты по материалам разработали различные методы устранения причин ионизации и коронного разряда. Одним из них является покрытие MLCC полимером с высокой изоляцией или стеклоподобным покрытием для создания гладкой и непористой поверхности, которая обеспечивает минимальную возможность накопления загрязнений или влаги.

Хотя эта технология доказала свою эффективность, у нее есть несколько недостатков, включая стоимость материала и дополнительные накладные расходы на ее применение.Более того, эффективность покрытия может быть снижена, если корпус компонента не полностью инкапсулирован или если покрытие повреждено.

Кроме того, если на устройство предварительно нанесено покрытие, разработчик платы должен убедиться, что материал покрытия совместим с другими материалами, используемыми при сборке. С другой стороны, если покрытие наносится после сборки, необходимо следить за тем, чтобы не было пустот или зазоров, например, в областях под компонентами. Это нарушает целостность покрытия и может допускать такой же потенциал искрения, что и устройство без покрытия.

Плавающий электрод

В качестве альтернативы способность конденсатора противостоять сильному приложенному электрическому полю может быть увеличена путем адаптации внутренней структуры.

Одним из примеров является конструкция каскадного внутреннего электрода. Этот подход, также известный как технология плавающих электродов или последовательных конденсаторов, повышает номинальное напряжение так же, как соединение нескольких конденсаторов последовательно, и эффективно увеличивает длину пути утечки, снижая вероятность возникновения дуги при приложении высокой напряженности электрического поля.

Конструкция с плавающим электродом также обеспечивает эффективное смягчение трещин при изгибе, не позволяя трещине пересекать любую пару противоположных электродов и, таким образом, вызывать короткое замыкание. Трещина, связанная с изгибом, может вызвать только потерю емкости или безопасный разрыв цепи. Одним из недостатков является то, что подход с последовательными конденсаторами снижает эффективную емкость, как и при последовательном подключении дискретных конденсаторов.

Внутреннее экранирование

Более поздняя разработка заключается в добавлении экранирующего электрода внутри устройства, который имеет тот же потенциал, что и ближайший вывод, и простирается к противоположному выводу, как показано на Рис.3 . Это можно представить как клетку Фарадея, которая позволяет использовать более традиционную схему расположения электродов по сравнению, скажем, с конструкцией с последовательным конденсатором. Следовательно, емкость может быть выше для данного номинального напряжения и размера устройства. Кроме того, экранирующий электрод совместим с гибкими выводами для предотвращения растрескивания под напряжением.

Рис. 3: Экранный электрод снижает напряженность поля в области поверхности конденсатора и первого противоэлектрода.

Когда к клеммам прикладывается высоковольтное смещение, превышающее начальное напряжение ионизированного воздуха вокруг конденсатора, наличие этого экранирующего электрода предотвращает коронный разряд, вызывающий пробой диэлектрика между выводом и первым противоэлектродом, тем самым защищая от Режим быстрого короткого замыкания описан в Рис. 2 .

Поскольку экранирующий электрод имеет тот же потенциал, что и ближайший вывод, концентрация поля локализована в экранирующих электродах, а не на оконечной поверхности и соответствующем первом противоэлектроде.Это сводит к минимуму разницу потенциалов на поверхности кристалла и увеличивает длину пути утечки. В результате даже устройства в небольших корпусах или устройства, построенные с использованием высокопористого диэлектрика, такого как X7R, могут получить выгоду от повышенной устойчивости к возникновению дуги и связанной с этим возможности повреждения или отказа устройства.

Примером конструкции экранирующего электрода является семейство дугоустойчивых MLCC KEMET ArcShield, которые обеспечивают высокое напряжение и высокую емкость в небольших корпусах стандарта EIA размером от 0603 до 1812 в коммерческих или автомобильных классах AEC-Q200.Диапазон значений емкости составляет до 0,33 мкФ при 500 В постоянного тока, 0,15 мкФ при 630 В постоянного тока и 0,10 мкФ при 1000 В постоянного тока.

Заключение

С добавлением экранирующего электрода MLCC с высокой емкостью до 1000 В в корпусах небольшого размера могут противостоять дуговой разрядке и значительно повысить надежность высоковольтных схем в таких приложениях, как электромобили и возобновляемые источники энергии. Конструкция экранирующего электрода обеспечивает постоянную защиту и преодолевает недостатки традиционных мер, таких как каскадирование электродов или защитное покрытие.

Подробнее о журнале Electronic Products Magazine

Дуговой разряд в системе высокого напряжения Архив

На кораблях напряжение до 1000 вольт и выше называется системой низкого напряжения, а напряжение выше 1000 вольт называется системой высокого напряжения. Обычно на борту используется система с низким напряжением. Но растущий спрос на электроэнергию из-за тяжелых потребителей на новых судах требует эффективного и избыточного энергоснабжения. Ответ — система высокого напряжения.

Почему на кораблях используются высоковольтные системы?

Следующие преимущества системы высокого напряжения объясняют, почему она предпочтительнее системы низкого напряжения.

Как мы уже упоминали, более высокая потребность в мощности для тяжелых потребителей на судах является первой причиной выбора высокого напряжения на судах. Электродвигатели носовых подруливающих устройств большой мощности, рефрижераторные контейнеры на контейнеровозах, оборудование для охлаждения грузов на газовозах и т. Д. Являются примерами таких потребителей большой мощности.
Высоковольтное оборудование имеет гораздо меньшие размеры и вес по сравнению с аналогичным низковольтным аналогом.
Уменьшение веса и места для оборудования означает больше места для груза и большую прибыль.
Использование электрической тяги еще больше уменьшает размер машинного отделения, снова увеличивает грузовое пространство и прибыль.
Простота установки и снижение затрат на установку.
Размер проводника уменьшен из-за низкого протекания тока в высоковольтной системе, что означает снижение требований к меди и низкую стоимость.
В высоковольтной системе потери в меди или I²R намного меньше по сравнению с низковольтной системой, поскольку меньше ток.
Общее предполагаемое снижение стоимости на 1/3 по сравнению с системой низкого напряжения.

Какие недостатки системы высокого напряжения на кораблях?

Работа с высоким напряжением означает использование изоляции высокого класса на проводниках. (Обычно класс «F» и выше)
Более высокое напряжение означает больший риск и, следовательно, требует строгих мер безопасности.
Требуется квалифицированный персонал для работы с высоковольтной системой.
Опасность дугового разряда, вероятность дугового разряда и дугового разряда.
Для предотвращения возникновения дуги требуются специальные переключатели.

Почему оборудование, работающее в системе высокого напряжения, уменьшилось в весе и размере?

Рассмотрим электродвигатель потребляемой мощностью 500 кВт

Имеем мощность, P = √3 V I Cos ∅

В системе низкого напряжения , мощность, P = 500 x 1000 Вт, коэффициент мощности, Cos ∅ = 0,8, напряжение, В = 440

P = √3 В I Cos ∅

Ток, I = P / (√3 V Cos ∅)

I = 500000 / (√3 x 440 x 0,8)

I = 820 ампер

Аналогично, В системе высокого напряжения , мощность, P = 500 x 1000 Вт, коэффициент мощности, Cos ∅ = 0.8, Напряжение, В = 3,3 кВ

P = √3 В I Cos ∅

Ток, I = P / (√3 V Cos ∅)

I = 500000 / (√3 x 3,3 x 1000 x 0,8)

I = 109 ампер

Таким образом, электродвигатель, работающий в системе высокого напряжения, потребляет очень низкий ток по сравнению с системой низкого напряжения. Поскольку допустимая нагрузка на проводник уменьшается, размер проводника также может быть значительно уменьшен. Это значительное уменьшение материала проводов приводит к уменьшению габаритов оборудования и экономии места для установки.

Почему потери меди и железа меньше в высоковольтной системе?

Из приведенного выше сравнения протекания тока между системой высокого напряжения и системой низкого напряжения ясно, что ток, потребляемый при высоком напряжении, намного меньше. Следовательно, потери в меди, потери I²R и потери в стали значительно меньше.

Что подразумевается под дуговым разрядом, вспышкой дуги и дуговым разрядом в системе высокого напряжения?

Дуга — это непреднамеренное возникновение электрической дуги при размыкании выключателя, изолятора или контактора из-за разряда электричества через среду между двумя контактами.(Фактически искрение возникает и во время включения выключателя).
Дуга также возникает, когда сильный ток течет на землю во время замыкания на землю или короткого замыкания из-за нарушения изоляции.
Во время горения дуги температура на выводах дуги может подниматься до 20000 ºC или более, что примерно в 4 раза выше температуры поверхности Солнца.
Сильный свет, образующийся в точке возникновения дуги, называется вспышкой дуги .
Возникает мгновенный нагрев воздуха, окружающего дугу, и происходит испарение проводников, что приводит к образованию волны высокого давления.Если волна давления не выпускается, это приводит к взрыву, называемому дугой .

Каковы опасности дугового разряда и дугового разряда?

Необратимые повреждения электрооборудования.
Необратимое повреждение тканей человека и неизлечимые ожоги из-за очень высоких температур.
Дуговая вспышка излучает интенсивный ультрафиолетовый свет, приводящий к необратимым или серьезным повреждениям зрения.
Волна давления от дугового разряда сжимает глаза, что приводит к необратимым или серьезным повреждениям зрения.
Сильный шум (более 140 дБ) может повредить слух, резкие перепады давления могут также привести к разрыву барабанных перепонок.
Дуговой разряд взрывает оборудование, выбрасывая детали с огромной силой и скоростью. Это может привести к повреждению персонала и имущества.
Легковоспламеняющиеся материалы, находящиеся в непосредственной близости от дуги, могут воспламениться, что приведет к вторичному возгоранию.

В чем разница между уровнем короткого замыкания и короткого замыкания?

Короткое замыкание — это неисправность, которая возникает, когда ток в системе отклоняется от своего нормального пути и начинает течь по альтернативному пути.
Поскольку альтернативный путь имеет очень низкое сопротивление, ток возрастает намного выше нормального значения.
Уровень короткого замыкания (SCL) — это максимально возможный ток, протекающий через цепь во время короткого замыкания.

Каковы последствия короткого замыкания в системе высокого напряжения?

Большой ток, протекающий во время короткого замыкания, приводит к повышению температуры, что приводит к повреждению изоляции, вызывает высокие тепловые и механические напряжения в системе, может вызвать дугу, вспышку дуги и дуговую разрядку.

Какие методы используются для предотвращения пагубных последствий короткого замыкания?

Защитное реле, установленное в системе, немедленно отключает и изолирует оборудование во время короткого замыкания за короткое время. Это предотвращает воздействие сильного тока, протекающего по цепи.
Генераторы, кабели, оборудование, переключатели и т. Д., Связанные с системой, спроектированы так, чтобы выдерживать сильный ток во время короткого замыкания в течение этого короткого промежутка времени.

См. Также:

Испытания сопротивления изоляции высоковольтного оборудования

Высоковольтные конденсаторы и силовые резисторы

Сезон горения дуги этого года только сейчас уходит в плохие воспоминания, поскольку прошел еще один год, но мы знаем, что новый сезон совсем скоро. Сезон ARC хорошо известен как поставщикам высоковольтных конденсаторов, так и пользователям, и благодаря стремлению к меньшим высоковольтным компонентам, таким как керамические конденсаторы, мы знаем, что следующий сезон наступит раньше и продлится дольше.С точки зрения поставщика, отгружаемые детали соответствуют опубликованным спецификациям, но когда заказчик устанавливает те же самые конденсаторы на сборку, могут возникнуть проблемы с высоким напряжением. Могут быть взаимодействия между платой и остатком флюса, поглощение влаги как печатной платой, так и остатком флюса, тип флюса, который используется в паяльной пасте, и способность самой платы к высоким напряжениям. Это области, которые необходимо исследовать.

Полевые проблемы

Проблемы включают проблемы корреляции тестового оборудования, методы тестирования, используемые для тестирования высокого напряжения, но большой источник дефектов, по-видимому, связан с комбинацией компоновки платы, производительностью сборки, выбором флюса для паяльной пасты и очисткой там, где это необходимо.Большое количество контрактных производителей во всем мире используют водорастворимую флюсовую паяльную пасту, потому что она намного агрессивнее флюса No-Clean, что позволяет использовать более широкие окна оплавления и сводит к минимуму проблемы с паяемостью компонентов. К сожалению, органические кислоты, используемые в водорастворимой паяльной пасте, очень активны, и если сборка не очищена должным образом, эти остатки флюса начинают повреждаться, и их трудно удалить. Теперь мы столкнулись с большими токами утечки, низким напряжением дуги и сбоями сборки.Добавьте влажности, и у нас новый сезон ARC. Интересный сезонный сбой в работе ARC показан на рисунке 1. Плата была паяна оплавлением с использованием водорастворимой паяльной пасты, но не очищена полностью. В конструкции платы используется 2-миллиметровый слот под высоковольтными предохранительными конденсаторами размера корпуса 1808. Использование слотов — это типичный прием проектирования высоковольтных плат. Полная и тщательная очистка от всех остатков флюса является обязательной, когда этот метод проектирования используется с водорастворимым флюсом. На дне сборки были капли остатка флюса и видимые остатки флюса на дне всех предохранительных конденсаторов размера 1808.Обгоревшая дуговая дорожка, показанная на рисунке 1, проходит вдоль кромки паза в печатной плате после остатков магнитного потока.

Варианты компоновки платы

включали паяльную маску между контактными площадками, отсутствие паяльной маски между контактными площадками, паяльную маску с прорезью шириной 0,040 дюйма (1 мм) между площадками и отсутствие паяльной маски с прорезью 0,040 дюйма между площадками. Слот большего размера был нецелесообразен для конденсаторов размером 1206, поскольку использовалось расстояние между контактными площадками 0,080 дюйма (2 мм). На Рисунке 3 показаны все варианты компоновки для справки. Удаление паяльной маски между контактными площадками позволяет получить доступ к растворителю во время очистки, когда используется водорастворимый флюс, и сводит к минимуму поток флюса между контактными площадками конденсатора из-за капиллярных сил во время пайки оплавлением.

Использовались квадратные площадки

, так как они чаще всего встречаются на досках конечных потребителей. Кроме того, квадратные контактные площадки легче всего рисовать в программах разметки досок. На оценочной плате было 80 позиций для каждой вариации контактной площадки / паяльной маски / паза для повышения уровня уверенности в результатах. Неизолированные дуги платы проходили от угла площадки к противоположному углу площадки, как и ожидалось, поскольку квадратные углы площадки будут иметь самые высокие градиенты электрического поля.

Экспериментальная процедура заключалась в том, чтобы подвергнуть голые платы и сборки пробою переменного тока.Полученная голая плата была испытана на распределение пробивного напряжения переменного тока. Вторая оценочная плата имела паяльную пасту Sn63 No-Clean, нанесенную по трафарету на контактные площадки и оплавленную. Эти результаты перечислены в Приложении 1 и используются в качестве основы для сравнения с конденсаторами, установленными на платах с различными потоками и воздействием влажности. Интересно то, что пробивная способность платы по переменному току значительно возрастает после воздействия температур пайки оплавлением. После того, как компоненты были повторно припаяны к платам и подвергались 48-часовому воздействию 85 ° C / 85% относительной влажности, эти пробойные напряжения вернулись к значениям, совместимым с голой платой в исходном состоянии.Реальные сборки будут поглощать влагу после пайки, и в зависимости от того, где сборки производятся, хранятся и 48 часов воздействия влаги, результаты будут соответствовать плате в том состоянии, в котором она была получена. Данные для голой платы и плат с припаянными к ней конденсаторами согласуются с пайкой оплавлением и сушкой сборки.

В Приложении 2 перечислены результаты пробоя по переменному току для конденсаторов, припаянных к плате оплавлением с помощью паяльной пасты No-Clean, испытанных примерно через 18 часов после пайки оплавлением, и сборки, выдержанной при температуре 85 ° C при относительной влажности 85% в течение 48 часов, а затем испытанных через 1 час после пайки оплавлением. Доска была снята с воздействия влаги.В Приложении 3 собраны результаты поломки платы примерно через два часа после очистки. В этой сборке использовалась водорастворимая паяльная паста. Другие данные о пробое относятся к сборке с конденсаторами и водорастворимой паяльной пастой, припаянным оплавлением, очищенным и подвергнутым воздействию 85 ° C / 85% относительной влажности в течение 48 часов. Эта сборка была испытана на поломку в течение 2 часов после воздействия влаги. Таблица 2 представляет собой сводку всех результатов пробоев переменного тока, показанных в приложениях.

Таблица 2. Сводка всех результатов испытаний на отказ среднего значения (вольт)

Макет подкладки	Bare Bd.	NC Bd.	Колпачки NC	NC 85/85	WS Заглушки	WS 8585
Паяльная маска	2552	2952	3002	2682 *	2522	2327
SM / слот	2615	3341	3075	3099	2622	2515
№ SM	2406	3098	3097	2957	2624	2487
Нет SM / паз	2619	3254	3150	3222	2859	2756

Bare Bd.	Чистая плата в полученном виде
NC Bd.	Чистая плата, припаянная оплавлением с использованием паяльной пасты No-Clean
NC Заглушки	Плата с конденсаторами оплавленными с паяльной пастой No-Clean
NC 85/85	Паяльная паста No-Clean с крышками после 48 часов воздействия 85 ° C / относительной влажности 85%
Колпачки WS	Плата с конденсаторами оплавленная с водорастворимой паяльной пастой
WS 85/85	Водорастворимая паяльная паста с крышками через 48 часов при 85 ° C / относительной влажности 85%

* Были некоторые значения пробоя ниже предела спецификации 1500 В переменного тока и широкое распределение пробивных напряжений

Остатки флюса остаются между корпусами конденсаторов и паяльной маской во время пайки оплавлением, когда флюс является жидким.Это происходит из-за капиллярных сил, отводящих поток между паяльной маской и корпусом конденсатора. На Рисунке 7 показаны три части, снятые с доски, которая имела сезонные дефекты ARC. На этом фото хорошо виден флюс. Детали были удалены, поместив сборку на горячую пластину, и были сняты с помощью пинцета при оплавлении припоя. У этих конкретных плат было 2-миллиметровое отверстие между контактными площадками, но во время тестирования HiPot они не выдержали 1500 В переменного тока. Нижняя сторона конденсаторов показывает остаточный поток между корпусами конденсаторов и паяльной маской.Поток потока остановился в слоте PWB и имеет стрелки, указывающие на промежутки потока.

Уведомление: Технические характеристики могут быть изменены без предварительного уведомления. Свяжитесь с ближайшим к вам офисом продаж Johanson Dielectrics для получения последних спецификаций. Все заявления, информация и данные, приведенные здесь, считаются точными и надежными, но представлены без каких-либо гарантий, гарантий или ответственности любого рода, явных или подразумеваемых. Заявления или предложения относительно возможного использования наших продуктов сделаны без заверений или гарантий того, что любое такое использование не нарушает патентные права, и не являются рекомендациями к нарушению каких-либо патентов.Пользователь не должен предполагать, что указаны все меры безопасности или что другие меры могут не потребоваться. Технические характеристики являются типичными и могут применяться не ко всем приложениям.

Петитпас_ICPIG_sectionC_10

% PDF-1.4 % 1 0 obj > эндобдж 6 0 obj /Заголовок /Предмет / Автор /Режиссер / Ключевые слова / CreationDate (D: 20210302054030-00’00 ‘) / ModDate (D: 20070630170613 + 02’00 ‘) >> эндобдж 2 0 obj > эндобдж 3 0 obj > эндобдж 4 0 obj > эндобдж 5 0 obj > транслировать

Petitpas_ICPIG_sectionC_10

guil

конечный поток эндобдж 7 0 объект > эндобдж 8 0 объект > эндобдж 9 0 объект > эндобдж 10 0 obj > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC / ImageB / ImageI] >> эндобдж 11 0 объект > транслировать x ڭ XɎ6 + 周 (! Ȃ6H ߂] \ 2 QbU; = I0 $ SG˗ / R`) — / qG | ~} Z> 3, O; km9% Tg ‘\, S (gwv | ^.

Высоковольтная дуга на ТДКС

Ионофон или поющая дуга из строчника. Ионофон своими руками или высоковольтная поющая дуга Поющая дуга

Типы высоковольтных выключателей

1. Элегазовые выключатели

2. Вакуумные выключатели

3. Масляные выключатели

4. Воздушные выключатели

5. Выключатели нагрузки

Заключение

ПОСТУПЛЕНИЕ ПОРОШКОВЫХ ПРОБ В ЗОНУ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ДУГИ ПРИ ПОДАЧЕ ИЗ ПОРШНЕВОГО ЭЛЕКТРОДА

ПОСТУПЛЕНИЕ ПОРОШКОВЫХ ПРОБ В ЗОНУ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ДУГИ ПРИ ПОДАЧЕ ИЗ ПОРШНЕВОГО ЭЛЕКТРОДА

ПОСТУПЛЕНИЕ ПОРОШКОВЫХ ПРОБ В ЗОНУ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ДУГИ ПРИ ПОДАЧЕ ИЗ ПОРШНЕВОГО ЭЛЕКТРОДА

ПОСТУПЛЕНИЕ ПОРОШКОВЫХ ПРОБ В ЗОНУ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ДУГИ ПРИ ПОДАЧЕ ИЗ ПОРШНЕВОГО ЭЛЕКТРОДА

Конструкция вакуумной высоковольтной техники | Электрооборудование подстанций промышленных предприятий

На что способен трансформатор как в электрическом стуле Огромная высоковольтная дуга

На что способен трансформатор как в электрическом стуле Огромная высоковольтная дуга

СВАРИЛ ЯЙЦО БЕЗ ОГНЯ И ЭЛЕКТРИЧЕСТВА

Смотреть

На что способен трансформатор как в электрическом стуле Огромная высоковольтная дуга

Смотреть

ХОЛОДНЫЙ ОГОНЬ. Хемилюминесценция. Эксперименты с фосфором.

Смотреть

Что можно сделать из машинки для стрижки

Смотреть

ТОП 5 Гениальных Самоделок Из БОЛГАРКИ Идеи Для Самоделок

Смотреть

Prosormer беспроводной Лобзик по дереву

Смотреть

Мощный стабилизатор тока и напряжения на TL494

Смотреть

Забацал Рельсоход из Бензопилы Самодельная мотодрезина

Смотреть

Сделай и себе . крутая самоделка своими руками / ручная мини дрель

Смотреть

Шлирен метод — супер эксперимент Как сделать своими руками? Коротко о главном Игорь Белецкий

Смотреть

Сделай и себе это приспособление для дачи

Смотреть

Как сделать простейший FM ПЕРЕДАТЧИК на одном транзисторе своими руками

Смотреть

С ЭТОЙ ШПАРГАЛКОЙ НЕВОЗМОЖНО СПАЛИТЬСЯ11

Смотреть

Как сделать детектор скрытой проводки? Супер прибор своими руками

Смотреть

Хитрости мастеров. Все полезные советы канала Руки из плеч.

Смотреть

МИЛЛИОММЕТР своими руками

Смотреть

Невероятно, что можно сделать в земле

Смотреть

СДЕЛАЛ ЖИДКИЙ МЕТАЛЛ ДЛЯ ПРОЦЕССОРА

Смотреть

Ламповый трансформатор Тесла из старого телевизора quot;Электронquot;

Смотреть

Экстремальный метод ОЧИСТКИ ВОДЫ. На случай апокалипсиса.

Смотреть

Инженеры-высоковольтники создают электрические дуги длиной почти 200 футов, используя меньше энергии, чем раньше (Обновление)

Оценка высоковольтной дуги и ее применение, Часть 1

Свод правил штата Калифорния, раздел 8, раздел 2940.11. Защита от огня и электрической дуги.

Средства защиты от дугового замыкания защищают высоковольтные MLCC

Дуговой разряд в системе высокого напряжения Архив

Почему на кораблях используются высоковольтные системы?

Какие недостатки системы высокого напряжения на кораблях?

Почему оборудование, работающее в системе высокого напряжения, уменьшилось в весе и размере?

Почему потери меди и железа меньше в высоковольтной системе?

Что подразумевается под дуговым разрядом, вспышкой дуги и дуговым разрядом в системе высокого напряжения?

Каковы опасности дугового разряда и дугового разряда?

В чем разница между уровнем короткого замыкания и короткого замыкания?

Каковы последствия короткого замыкания в системе высокого напряжения?

Какие методы используются для предотвращения пагубных последствий короткого замыкания?

Высоковольтные конденсаторы и силовые резисторы

Полевые проблемы

Петитпас_ICPIG_sectionC_10

Добавить комментарий Отменить ответ