Приближенный расчет энерговыделения и электрической эрозии электродов в высоковольтном сильноточном воздушном коммутаторе атмосферного давления

• Published in: Електротехніка і електромеханіка
• Date: 2017
• Main Authors: Баранов, М.И., Рудаков, С.В
• Format: Article
• Language: Russian
• Published: Інститут технічних проблем магнетизму НАН України 2017
• Subjects: Техніка сильних електричних та магнітних полів. Кабельна техніка
• Online Access: https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/147569
• Journal Title: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Cite this: Приближенный расчет энерговыделения и электрической эрозии электродов в высоковольтном сильноточном воздушном коммутаторе атмосферного давления / М.И. Баранов, С.В. Рудаков // Електротехніка і електромеханіка. — 2017. — № 3. — С. 32-39. — рос.

Приведены результаты применения нового инженерного подхода к расчету тепловой энергии, выделяющейся в плазменном канале искрового разряда и на массивных металлических электродах высоковольтного сильноточного воздушного коммутатора (ВСВК) атмосферного давления, используемого в составе высоковольтной электрофизической
 установки (ВЭФУ) с мощным емкостным накопителем энергии (ЕНЭ). Полученные соотношения для определения
 указанной энергии позволяют выполнять расчетную оценку баланса электрической энергии в разрядной цепи ВЭФУ с
 ЕНЭ с учетом ее тепловых потерь в ВСВК. Показано, что на основе разработанного подхода может быть выполнен
 расчет электрической эрозии основных металлических электродов ВСВК. Получены новые расчетные выражения для
 нахождения глубины одиночного кратера разрушения на металлических электродах ВСВК и массы металла, выбрасываемой искрой из электродов исследуемого коммутатора за один разряд ЕНЭ установки. Приведені результати застосування нового інженерного підходу до розрахунку теплової енергії, що виділяється в плазмовому каналі іскрового розряду і на масивних металевих електродах високовольтного сильнострумного повітряного
 комутатора (ВСПК) атмосферного тиску, використовуваного у складі високовольтної електрофізичної установки
 (ВЕФУ) із потужним ємнісним накопичувачем енергії (ЄНЕ). Отримані співвідношення для визначення вказаної енергії дозволяють виконувати розрахункову оцінку балансу електричної енергії в розрядному колі ВЕФУ із ЄНЕ з урахування її теплових втрат у ВСПК. Показано, що на основі розробленого підходу може бути виконаний розрахунок електричної ерозії основних металевих електродів ВСПК. Отримані нові розрахункові вирази для знаходження глибини
 одиночного кратера руйнування на металевих електродах ВСПК і маси металу, що викидається іскрою з електродів
 досліджуваного комутатора за один розряд ЄНЕ установки. Purpose. To obtain new calculation correlations, determining
 approximate energy dissipation and electric erosion of massive
 basic metallic electrodes in the high-voltage high-current air
 switchboard (HVCAS) of atmospheric pressure, in-use in the bit
 chain of the high-voltage electrophysics setting (HVES) with the
 powerful capacity store of energy (CSE). Methodology. Electrophysics bases of technique of high-voltage and large impulsive
 currents (LIC), scientific and technical bases of development
 and planning of high-voltage heavy-current impulsive electrodevices, including HVES and powerful CSE, and also methods
 of measuring in their bit chains of LIC of the microsecond temporal range. Results. On the basis of new engineering approach
 the results of calculation estimation of excretions energy and
 electric erosion of massive basic metallic electrodes are resulted
 in probed HVCAS. New correlations are obtained for the approximate calculation of thermal energy, selected in an impulsive air spark and on the workings surfaces of anode and cathode of HVCAS. It is entered and a new electrophysics concept,
 touching equivalent active resistance of impulsive air spark, is
 mathematically certain. New formulas are obtained for the approximate calculation of most depth of single round crater of
 destruction on the workings surfaces of basic metallic electrodes
 of HVCAS, and also mass of metal, thrown out magnetic pressure from this crater of destruction on the electrodes of switch
 for one electric discharge through them powerful CSE HVES. It
 is shown that the radius of the indicated single crater of destruction is approximately equal to the maximal radius of plasma
 channel of a spark discharge between a cathode and anode of
 HVCAS. The executed high-current experiments in the bit chain
 of HVES with powerful CSE validated row of the got and in-use
 calculation correlations for the estimation of energy dissipation
 and electric erosion of metallic electrodes in examined HVCAS.
 Originality. New engineering approach is developed for the
 approximate calculation and estimation of energy dissipation
 and electric erosion of basic metallic electrodes in HVCAS. A
 formula is firstly got for approximate calculation unchanging in
 the process of swaying or aperiodic discharge of CSE HVES on
 the electric loading of active resistance of impulsive air spark
 between the electrodes of probed HVCAS. Practical value.
 Drawing on the got results in a high-voltage impulsive technique provides operative implementation of calculation of balance of electric energy in the high-current circuit of HVES with
 powerful CSE and point electric load, and also prognostication
 of the technical state of workings surfaces of massive basic metallic electrodes of HVCAS.