Выбор оптимального усилия контактного нажатия коммутационных контактов высоковольтного разъединителя

Авторы

  • Светлана Викторовна Чамлай Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова
  • Борис Николаевич Лобов Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова
  • Виктор Владимирович Медведев Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова
  • Артём Сергеевич Хорошев Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова

DOI:

https://doi.org/10.17213/0136-3360-2024-2-12-20

Ключевые слова:

высоковольтный разъединитель, постоянный ток, переходное контактное сопротивление, контактное нажатие, оптимизация, нагрев контактного узла

Аннотация

Рассмотрена проблема определения оптимального усилия контактного нажатия главных контактов высоковольтного разъединителя постоянного тока, связанная с необходимостью совершенствования электрооборудования системы электроснабжения подвижного состава железных дорог. Представлена оригинальная конструкция трёхколонкового разъединителя контактной сети постоянного тока высокого напряжения: ток
4-6 кА; напряжение 3,3 кВ. Выполнены исследования, связанные с выбором контактного нажатия коммутационных контактов разъединителя. Выбор величины контактного нажатия произведен по результатам оптимизационного расчета, учитывающего зависимости фактической площади контактной площадки, температуры нагрева контактов и переходного контактного сопротивления от усилия контактного нажатия. С использованием пакета Gmsh-GetDP проведено математическое моделирование процесса нагрева контактного узла при номинальном и максимальном рабочем токе. Указаны граничные и калибровочные условия расчетной области, определена последовательность операций, необходимых для решения численной задачи. Указаны параметры решения численной задачи, такие как максимальное число итераций, точность решения и коэффициент релаксации итерационного процесса решения. Показано, что максимальная температура нагрева контактов при заданных импульсах максимальных рабочих токов не превышает допустимого значения.

Биографии авторов

Светлана Викторовна Чамлай, Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова

старший преподаватель кафедры «Электромеханика и электрические аппараты», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова

Борис Николаевич Лобов, Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова

д-р. техн. наук, профессор, профессор кафедры «Электромеханика и электрические аппараты», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова

Виктор Владимирович Медведев, Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова

канд. техн. наук, доцент кафедры «Электромеханика и электрические аппараты», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова

Артём Сергеевич Хорошев, Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова

ассистент кафедры «Электромеханика и электрические аппараты», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова

Библиографические ссылки

Патент на полезную модель RU 187710 U1, 15.03.2019. Разъединитель контактной сети трёхколонковый постоянного тока / Лобов Б.Н., Колпахчьян П.Г., Шайхиев А.Р. Заявка № 2018144990 от 19.12.2018.

Справочник по расчету и конструированию контактных частей сильноточных электрических аппаратов/ Н.М. Адоньев и др.; под ред. В.В. Афанасьева. Л.: Энергоатомиздат : Ленингр. отд-ние, 1988. 381 с.

Математическое моделирование и автоматизация проектирования тяговых электрический аппаратов / А.Г. Никитенко, В.Г. Щербаков, Б.Н Лобов, Л.С. Лобанова; под ред. А.Г. Никитенко, В.Г. Щербакова. М.: Высш. школа, 1996. 544 с.:

Сахаров П. В. Проектирование электрических аппаратов М.: Энергия, 1975. 560 с.

Проектирование электрических аппаратов: учеб. для вузов по спец. «Электр. аппараты» / Г.Н. Александров, В.В. Бори-сов, Г.С. Каплан и др.; под ред. Г.Н. Александрова. Л.: Энергоатомиздат: Ленингр. отд-ние, 1985. 447 с.

Лобов Б.Н., Никитенко А.Г. Пакет программ автоматизированного проектирования токоведущей цепи электромагнит-ного аппарата // Изв. вузов Электромеханика. 1988. №6. С.94-99.

Залесский A.M., Кукеков Г.А.. Тепловые расчеты электрических аппаратов Л.: Энергия, 1967. 380 с.

Хольм Р. Электрические контакты. М.: Изд-во иностр. лит., 1961. 464 с.

Лобов Б.Н., Палий В.Я. Выбор конструкции и материала контактов при проектировании электромагнитных аппаратов //Труды Академии электротехн. наук Чувашской республики. 2003. №4. C.44-49.

GetDP: A General Environment for the Treatment of Discrete Problems [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://getdp.info/ (дата обращения: 08.02.2024).

#

Lobov B.N., Kolpakhchyan P.G., Shaikhiev A.R. Three-column DC contact network disconnector Patent RF, no. 187710. 2018.

Adonyev N. M. et al. Handbook on the calculation and design of contact parts of highly precise electrical devices. Leningrad: Energoatomizdat; Leningr. Edition; 1988. 381 p. (In Russ.)

Nikitenko A.G., Shcherbakov V.G., Lobov B.N., Lobanova L.S. Mathematical modeling and automation of design of traction electric vehicles. Moscow: Higher School; 1996. 544 p. (In Russ.)

Sakharov P. V. Designing electrical devices. Moscow: Energiya; 1975. 560 p. (In Russ.)

Alexandrov G. N., Borisov V. V., Kaplan G. S. et al. Design of electrical devices. Leningrad: Energoatomizdat : Leningr. Edi-tion; 1985. 447 p. (In Russ.)

Lobov B.N., Nikitenko A.G. Software package for computer-aided design of a current-carrying circuit of an electromagnetic ap-paratus. Izvestiya Vysshihkh Uchebnykh Zavedenii. Elektromekhanika = Russian Electromechanics. 1988;(6):94-99. (In Russ.)

Zalessky, A.M. Kukekov G.A. Thermal calculations of electrical devices. Leningrad: Energiya; 1967. 380 p. (In Russ.)

Holm R. Electrical contacts. Moscow: Publishing House of foreign lit.; 1961. 464 p. (In Russ.)

Lobov B.N., Paliy V.Ya. The choice of design and material of contacts in the design of electromagnetic devices. Proceedings of the Academy of Electrotechnical Sciences of the Chuvash Republic. 2003;(4/2003):44-49. (In Russ.)

GetDP: A General Environment for the Treatment of Discrete Problems. Available at: https://getdp.info/. (accessed 08.02.2024).

Опубликован

28.06.2024

Как цитировать

(1)
Чамлай, С. В.; Лобов, Б. Н.; Медведев, В. В.; Хорошев, А. С. Выбор оптимального усилия контактного нажатия коммутационных контактов высоковольтного разъединителя. electromeh 2024, 67, 12-20.

Выпуск

Раздел

Статьи