【正文】 （214） = = 式中：動(dòng)穩(wěn)定電流I=20Ie=2103A作用在動(dòng)觸橋上尚有回路電動(dòng)斥力，垂直布置導(dǎo)體電動(dòng)力的計(jì)算公式： Fc=2 （215）=2= 式中取L為觸橋長度取L=5cm, 則回路導(dǎo)體距離 s==17mm H=+8+1=。l1=h總斥力計(jì)算公式如下： F=Fch+Fc （216）=+= 10N=Fo滿足觸頭動(dòng)穩(wěn)定性的要求。 2動(dòng)合、2動(dòng)斷、額定絕緣電壓660V約定發(fā)熱電流為10A，額定工作電流為10A，取輔助觸頭材料為純銀，觸橋及導(dǎo)電板的材料仍取黃銅。ab(a+b)= （217） = = 取觸橋厚度為a=1mm，觸橋?qū)挾葹閎=6mm 銀觸頭選用圓柱形，直徑r=4mm 取導(dǎo)電板寬度為8mm, 則其厚度 h`=I/jb=10/(8)≈1mm （218）固可取導(dǎo)電板厚度為：1mm 電磨損體積： Vc= （219） 式中N——觸頭電壽命次數(shù)300104次 γc———放電狀態(tài)下，單位電量所消耗的金屬量系數(shù)查表 取γc =106（g/c）q0———在觸頭分段過程中，電路流過觸頭（c）ke——金屬體積的利用系數(shù)，ke≈ρ——觸頭材料的密度（g/cm3） 對(duì)交流電路，（n電弧燃燒半波數(shù)，取1）q0≈== （220） 查表純銀密度ρ=（g/ cm3） Vc== （221） 觸頭形狀為圓柱體，直徑d=4mm一個(gè)觸頭的磨損厚度： hc=== （222）由觸頭厚度計(jì)算公式 h=(—2)hc (223)取輔助觸頭厚度h= hc =≈ (1)、初壓力：單位電流的觸頭初壓力Fd= 則一個(gè)觸頭的初壓力Fcc=IeFd=(2)、開距：、取β2=3mm (3)、超程：、取r2=2mm (4)、終壓力：Fz=== Rj= (224) = =觸橋周長：P=(+)2=觸橋發(fā)熱溫升： t1= (225) = =900C符合絕緣耐熱等級(jí)要求，級(jí)絕緣材料的允許溫升τ=900C 輔助觸頭的截面積為： S=(d/2)2= 周長為： P=d=查表電阻系數(shù)ρ0=106Ωcm，導(dǎo)熱系數(shù)λ=： T2= (226) = =+ = 觸頭接觸處總溫升 t=t1+t2=+=900C （227） 輔助觸頭溫升合格 動(dòng)穩(wěn)定性的校核 查表查得銀的壓皺系數(shù)σy=303102N/cm2 觸頭壓皺面積S0=F0/σy=(303102)=104cm2 動(dòng)穩(wěn)定電流為：30Ie=3010=3102A 觸頭接觸點(diǎn)的電動(dòng)斥力： Fch= (228)== 故動(dòng)穩(wěn)定性合格 作用在動(dòng)觸橋上尚有回路電動(dòng)斥力，按垂直布置導(dǎo)體電動(dòng)力的計(jì)算公式： Fc= (229) = = 式中為觸橋長度，取l=, s=h`+h+a`=4mm 則回路導(dǎo)體距離 s== H=+3+=4。l1=h故總斥力:F=Fch+Fc=+==Fo （230） 滿足觸頭動(dòng)穩(wěn)定性的要求。 m/Fcc的計(jì)算 , 截面積： S== 觸橋質(zhì)量：mq=ρsl==輔助觸頭為純銀，比重ρAg=厚度h= 質(zhì)量mc=ρAgsh==故輔助觸頭的總質(zhì)量為：mz=mc+mq/2=+ 所以得m/Fcc= mz/(2)=103kg/N1103kg/N 所以振動(dòng)小，滿足要求。 第3章 滅弧系統(tǒng)設(shè)計(jì) 概述 在大氣中開斷電路時(shí)，如果電源電壓超過12～20V，～1A，在觸頭間隙（弧隙）中會(huì)產(chǎn)生一團(tuán)溫度極高、發(fā)出強(qiáng)光和能導(dǎo)電的近似于圓柱形的氣體，稱為電弧。電弧是一種氣體放電的特殊形式，氣體放電的形式很多，有電暈放電、輝光放電、火花放電和弧光放電等。 當(dāng)開關(guān)電器的觸頭間發(fā)生電弧時(shí)，它燒損觸頭并危及絕緣，在最嚴(yán)重情況下甚至可能引起相間短路，或使開關(guān)電器爆炸，形成火災(zāi)，影響電力系統(tǒng)安全運(yùn)行。因此，在電器學(xué)中研究電弧的目的，主要側(cè)重于掌握電弧產(chǎn)生與熄滅的規(guī)律，探索采取適當(dāng)措施以熄滅電弧。電弧發(fā)現(xiàn)于19世紀(jì)初期，那時(shí)人們還只懂得將電弧拉長以便熄滅。近數(shù)十年來，對(duì)電弧的研究發(fā)展較快，電弧的數(shù)學(xué)模型日益受到重視，利用電子計(jì)算機(jī)可以計(jì)算電弧的動(dòng)態(tài)過程及有關(guān)參數(shù)。但由于電弧過程的復(fù)雜性，要正確地設(shè)計(jì)滅弧室，還必須進(jìn)行大量的科學(xué)實(shí)驗(yàn)以及從生產(chǎn)實(shí)踐中不斷總結(jié)提高。 滅弧原理的研究 斯列賓理論： 在交流接觸器中觸頭剛分開時(shí)在氣隙間形成高電場(chǎng)場(chǎng)將電子從陰極表面拉出，導(dǎo)致氣體游離，從而產(chǎn)生電弧。 由于本次設(shè)計(jì)的是交流接觸器，因此弄清交流電弧的熄弧理論具有重要意義。斯列賓提出弧隙介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)理論，即在電流過零時(shí)刻開始，一方面弧隙上的電壓從熄弧電壓開始上升，要恢復(fù)到電源電壓；另一方面在電流過零時(shí)弧隙有一定的介質(zhì)強(qiáng)度，并隨著去游離程度而不斷上升。電弧的熄滅或重燃就決定于這兩過程的“競(jìng)賽”結(jié)果。因此，交流電弧熄滅條件為：在交流電流過零后，弧隙中的實(shí)際介質(zhì)恢復(fù)強(qiáng)度特性總是高于加到弧隙上的實(shí)際恢復(fù)電壓特性。 常用的滅弧裝置 常用的滅弧裝置[有：(1)絕緣材料滅弧罩；利用回路的電動(dòng)力拉長電弧，使之與陶土滅弧罩或塑料滅弧罩接觸，電弧被拉長和冷卻熄滅。交流接觸器也可以利用近陰極效應(yīng)熄弧。這是一種最簡單的滅弧裝置，適用于容量較小的交流接觸器，操作頻率可以比較高。(2)多縱逢滅弧室；電弧在回路電動(dòng)力作用下被迅速拉長和進(jìn)入縱逢中，電弧被分成多條細(xì)弧，并且迅速冷卻而熄滅，用于操作頻率比較高和額定電流較大的接觸器中，滅弧能力比較強(qiáng)。(3)柵片滅弧室；電弧在回路電動(dòng)力及鐵柵片的吸力作用下，進(jìn)入柵片之間，被柵片分割成多個(gè)串聯(lián)的短弧，由于直流電弧的近極壓降或交流電弧的近陰極效應(yīng)而熄滅電弧。這種滅弧室噴弧距離小，過電壓低，常用于交流接觸器，尤其適用于較高工作電壓的交流接觸器，例如CJ20—160/11及CJ20—630/11（額定工作電壓為1140V）接觸器就采用這種滅弧室。但是，柵片吸收電弧能量后溫度上升很快，不適合于太高的操作頻率。(4)串聯(lián)磁吹和絕緣材料滅弧室；串聯(lián)磁吹線圈在弧區(qū)產(chǎn)生較強(qiáng)的磁場(chǎng)，電弧在磁場(chǎng)中受到較強(qiáng)的電動(dòng)力作用，而被拉長和迅速進(jìn)入絕緣滅弧室中，被滅弧室壁冷卻而熄滅。滅弧室由陶土或耐弧塑料制成，有多縱縫、橫隔板、窄縫和迷宮式等多種結(jié)構(gòu)。這種滅弧室的熱量易于散出，滅弧室的耐熱性好，故可以用于較高的操作頻率，直流接觸器常用這種滅弧裝置。但是，它的噴弧距離大，聲光效應(yīng)大，過電壓較高和用銅量大，此外，用于交流接觸器時(shí)，由于吹弧線圈的鐵心和鐵夾板（鐵軛）中有鐵損耗，使其磁通落后于電流一個(gè)相位差角，而產(chǎn)生使電弧反吹的電動(dòng)力等缺點(diǎn)。因而交流接觸器很少采用這種滅弧室。(5)真空滅弧室；近年來國內(nèi)已經(jīng)研制成功真空、接觸器。其滅弧裝置為真空滅弧室。當(dāng)交流電弧電流過零時(shí)，游離氣體以極快的速度向弧區(qū)以外擴(kuò)散，弧隙介質(zhì)恢復(fù)強(qiáng)度迅速上升，從而使電弧熄滅。這種滅弧室的優(yōu)點(diǎn)是具有很強(qiáng)的熄滅交流電弧的能力。滅弧室密封，電弧及游離氣體不能逸出，使用安全。而且，觸頭電磨損小，點(diǎn)壽命高，但是價(jià)格比較高。 選擇主觸頭滅弧系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式及尺寸 根據(jù)本次設(shè)計(jì)要求，為了滅弧系統(tǒng)的拆裝方便，綜合考慮以上幾種滅弧室的特點(diǎn)，選擇柵片縱縫滅弧室。它可以減少電弧電流的幅值，并可以減少平均電壓的恢復(fù)速率，避免了過電壓，滅弧的綜合性能優(yōu)良。 參考同類產(chǎn)品，采用縫數(shù)為4，縫寬3mm驗(yàn)算主觸頭滅弧系統(tǒng)性能： 采用多斷口滅弧 (1)接觸器的分?jǐn)鄺l件為： I=8Ie=800A。 U==380=418V。 cosΦo=。 分?jǐn)嗷芈返墓逃姓袷庮l率計(jì)算公式：fo=2000 =2000= (2)對(duì)于三相線路的回路系數(shù)取 Khv=(3)分?jǐn)嗷芈返碾姼邪聪率接?jì)算 X=ωL=ZsinΦ (31) = = = (4)系數(shù)KH的計(jì)算公式： KH= (32) = =(5)弧運(yùn)動(dòng)速度計(jì)算公式: Vh≈ (33) ≈800 ≈(6)電弧長度計(jì)算公式: 取觸頭分開速度80cm/s（根據(jù)同類型產(chǎn)品統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)），熄滅時(shí)間為半個(gè)波t= lh0≈ (34) = = （7）縱縫滅弧室中交流電弧的等值電阻計(jì)算公式： Rh≈+ (35) = =（Ω/cm） (8)當(dāng)恢復(fù)電壓為非周期過程時(shí)，電器必須的分?jǐn)鄶嗫跀?shù)ndu計(jì)算公式：其中電源頻率50Hz時(shí)，銀觸頭的修正系數(shù)βc=2,查資料得系數(shù)M0=200106H/us取Ujf0=80V。Kjf= ndv= (36) == 橋式