2.58. Какие процессы возникают при размыкании цепи обмотки реле и основные методы ограничения перенапряжений?

Подробности

Родительская категория: Библия РЗА

Категория: 2. ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ

При размыкании цепи обмотки реле ток в индуктивности обмотки уменьшается до нуля и энергия магнитного поля рассеивается в сопротивлении дуги, возникающей между расходящимися контактами, в сопротивлении соединительных проводов и в самой катушке реле. Процесс, возникающий при размыкании цепи обмотки реле, можно представить (с некоторыми допущениями) следующим образом (рис. 2.1)

Lр Rр

+Uп Æ-------¤ ö-------ÇÇÇ-------ð------Æ -

®| |¾¾ Uр ¾¾¾®|

Uд Jр ¾®

Рис. 2.1. Распределение напряжений при разрыве активно – индуктивной цепи.

При расхождении контактов в образовавшемся воздушном промежутке возникает электрическая дуга. Ток в цепи обмотки реле сохраняет при этом ту же величину и направление, что и в предшествующем режиме. По мере увеличения расстояния между размыкающимися контактами напряжение дуги возрастает, а ток уменьшается. При определенном расстоянии между подвижными и неподвижными контактами дуга гаснет, и ток в цепи контакта прекращается.

В цепи катушки еще протекает ток, который идет на заряд емкости катушки реле и монтажных проводов, и напряжение на катушке продолжает возрастать. В момент, когда напряжение на катушке достигает максимума, ток в катушке становится равным нулю. Далее напряжение уменьшается по закону, определяемому разрядом заряженной емкости катушки реле и монтажных проводов на сопротивление и индуктивность катушки. Полагая, что основная часть энергии магнитного поля расходуется в сопротивлении дуги и анализируя время дуги между расходящимися контактами, следует, что чем быстрее размыкаются контакты, а следовательно, меньше время горения дуги, тем большей величины достигает напряжение горения дуги. Поскольку предметом исследования является напряжение в обмотке реле при ее размыкании, следует иметь в иду, что данное напряжение является разностью между напряжением питания Uп и напряжением горения дуги. Когда напряжение горения дуги превышает напряжение питания, напряжение на катушке имеет знак, обратный напряжению питания. В качестве примера на

рис.2.2 приведена осциллограмма напряжения на обмотке реле РП-23 при разрыве цепи питания контактом реле РП-252. Как видно из осциллограммы, напряжение на обмотке может достигать опасных значений

Рис. 2.2. Осциллограмма напряжения на обмотке реле при размыкании цепи

питания..

В дальнейшем напряжение обратного знака, возникающее на обмотке реле при ее размыкании, будет называться напряжением размыкания. При размыкании цепи обмотки реле уменьшающийся магнитный поток наводит ЭДС во всех контурах, индуктивно связанных с обмоткой, а токи, протекающие в этих контурах, рассеивают в них часть энергии магнитного поля. Поэтому значение напряжения размыкания зависит также от наличия в магнитной системе реле короткозамкнутых обмоток или шайб, а также от того, как выполнен магнитопровод - сплошным или набранным из пластин. Чем больше объем короткозамкнутых обмоток, шайб и сплошного магнитопровода, тем меньше напряжение размыкания.

Из сказанного следует, что для уменьшения напряжения размыкания, в особенности при использовании реле, не имеющих короткозамкнутых контуров и шайб, необходимо создать дополнительный путь для тока при размыкании цепи обмотки реле включение на обмотку реле: диода и стабилитрона, конденсатора и резистора.