Functional properties of some electrical devices are expressed in the form of a dependence between parameters defining a given aspect of device duty or work circumstance (e.g. breakdown voltage): contacts distance for a circuit breaker, current (voltage for voltage limiters or reaction time), and load current for over current protection. Such characteristics are obtained experimentally, usually in a set of test series, each performed with a fixed independent parameter. Results of each series generate sets of data for estimation of statistical properties of a dependent parameter: distribution, expected value, variance and confidence interval. These statistics concern one point of the tested characteristic, so to get data of it as a whole, that would satisfy the needs for designing an electrical system, a large number of tests can be necessary. The way to reduce the number of tests may consists in: defining the characteristic not as a series of points, but as an analytical function with some specific parameters. This can be combined with aggregation of results of all tests in one set of data for estimation of statistical properties of the mantioned parameter. This paper presents an application of the above approach to tests of time-current characteristics of fuses.
FEM (finite element method) is an essential and powerful numerical method that can explicitly optimize the design process of electrical devices. In this paper, the employment of FEM tools such as SolidWorks, COMSOL and ANSYS is proposed in order to aid electrical apparatuses engineering and modeling – those are arc chambers of modular circuit breakers. Procured models of arc chambers have been undergoing simulations concerning heating, electric potential distribution, electric charge velocity and traverse paths. The data acquired has been juxta-positioned against experimental data procured in the Short-Circuit Laboratory, Warsaw University of Technology. The reflection of the theoretical approach was clearly noted in the experimental results. Mutual areas of the modeled element expressed the same physical properties and robustness errors when tested under specific conditions – faithfully reflecting those which were experimented with. Moreover, the physical phenomena essential for electrical engineering could be determined already at the model stage. This procedure proved highly valuable during designing/engineering work in terms of material economy.
This paper presents an approach to the construction and measurements of electrodynamic and reluctance actuators. Executive elements were used as drives in a novel concept of a magnetomotive micropump. The paper discusses various aspects concerning the designation of parameters, control system, the explanation of physical phenomena, and the optimization of the basic elements for coil units. The conducted work describes the measurement system and the analysis of the derived values. The actuators were compared and the pros/cons of building the conceptual device were highlighted. The best solution to be used in the upcoming work concerning the construction of a magnetomotive micropump was chosen based on measurements, engineering aspects, layout control, and key parameters such as the piston velocity, energy stored in capacitors, and efficiencies.
Przedstawiono wyniki analizy teoretycznej i eksperymentalnej: przepływu ciepła, rozkładu temperatury i gęstości prądu w zestyku toru wielkoprądowego w celu określenia jego optymalnej konstrukcji.
EN
The paper presents results of theoretical and experimental analysis of heat flow, distribution of temperature and current density in contact of high current circuit – in order to determine its optimal construction.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono analizę dynamiki ruchu styków. Dokonano optymalizacji konstrukcji układu stykowego na przykładzie zestyku tulipanowego. Przedstawiono możliwości wykorzystania program SolidWorks do analizy dynamiki ruchu styków.
EN
This work presents an analysis of dynamics process for electric contacts, along with means to optimize constructions of this type (through an appropriate selection of their sizes and shape). Formulated are the final conclusions from the research carried out with the help of SolidWorks software.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper presents a vision of a modern lightning protection system based on the method of calculation of the electric field in the lightning protection zones. Considerations are based on the studies of model and simulation of electric field distribution. The results of the research presented in this paper rely on many case studies dependent on various geometry of earth placed objects, step leader charge or its placement in space. All calculations were made with a PC computer and the software called Comsol Multiphysics and were based on electrostatic method (3D).
PL
W artykule przedstawiono wizję nowoczesnego systemu ochrony odgromowej opartego na metodzie obliczania pola elektrycznego w piorunowych strefach ochronnych. Rozważania oparto na badaniach modelowych i symulacjach rozkładu pola elektrycznego. W badaniach rozpatrzono wiele przypadków uwzględniając między innymi geometrię obiektów naziemnych, ładunek lidera skokowego oraz jego położenie w rozpatrywanej przestrzeni. Wszystkie obliczenia zostały wykonane przy użyciu komputera PC i programu do obliczeń polowych Comsol Multiphysics.
Zestyki aparatów elektrycznych należą do najbardziej obciążonych elementów torów prądowych. Powinny zatem być tak zaprojektowane, wykonane i eksploatowane, aby dopuszczalne ograniczenia na ich parametry techniczne, wynikające z odpowiednich przepisów i norm, nie były przekraczane.
EN
Contact assemblies of electric apparatuses belong to the most burdened elements of current circuits. They should be designed, made and exploited in order to acceptable restrictions to their technical parameters, resulting from adequate rules and standards, weren't crossed.
Tory wielkoprądowe do przewodzenia dużych wartości ciągłych i chwilowych prądów znamionowych są zwykle budowane jako zbiór wielu pojedynczych równoległych pasków, przy czym odstępy między nimi są niewielkie. Ma to na celu zapewnienie maksymalnie dużej obciążalności prądowej. W tego rodzaju konstrukcjach przepływ prądu przez każdy z szynoprzewodów jest, jak należało by się spodziewać, nierównomierny.
EN
Large power driven paths for conducting considerable values of constant and momentary current ratings are usually built as the set of many single parallel belts, in addition spaces between them are small. Ensuring the big power-driven load capacity to a maximum is aimed at it. In that kind of structures flow of the electricity through everyone from power rails is, how belonged in order to expect, uneven.
Pomimo że wyładowania elektryczne w gazach stanowią obiekt zainteresowania badaniami od ponad wieku i główne założenia zostały powszechnie przyjęte, wiele aspektów jest w dalszym ciągu dalekich od całkowitego rozwiązania i podlega ciągłym badaniom. Wiele spośród obecnych badań nad wyładowaniami elektrycznymi to badania modelowe. Jednocześnie ograniczona liczba badań doświadczalnych jest wynikiem wysoce ulotnej natury tego procesu.
Tory wielkoprądowe do przewodzenia dużych wartości ciągłych i chwilowych prądów znamionowych są zwykle budowane jako zbiór wielu pojedynczych równoległych pasków, przy czym odstępy między nimi są niewielkie. Ma to na celu zapewnienie maksymalnie dużej obciążalności prądowej. W tego rodzaju konstrukcjach przepływ prądu przez każdy z szynoprzewodów jest, jak należało by się spodziewać, nierównomierny.
EN
Gauges for leading big continuous value they are built as package many single parallel strip and spans are between them at that small. It has big affirmation maximum on purpose current. Flow of current is in this kind by all of constructions gauges, as it were belonged to expect uneven.
Zestykowi łącznika elektrycznego uzyskiwanego w wyniku zderzenia się styków, towarzyszy przejściowy proces drgań mechanicznych zestyku. Ma wówczas miejsce przemiana energii kinetycznej układu na energię potencjalną sprężystą, a następnie energii potencjalnej na energię kinetyczną ruchu zwrotnego styków. Cześć energii, która została nagromadzona w stykach i w elementach sprężystych może wywoływać odskoki styków. W czasie odskoków styków zapala się łuk elektryczny, powodując uszkodzenie powierzchni styczności styków, które jest zależne od wartości natężenia prądu i czasu i trwania rozwarcia styków. Istnienie i przebieg odskoków styków zależy przede wszystkim od siły docisku i prędkości schodzenia się styków, a także od materiału i masy styków. Odskokom styków łączników można zapobiec lub je ograniczyć przez stosowanie dużego docisku początkowego zestyków, zmniejszenie prędkości schodzenia się styków, a także przez częściowe rozpraszanie energii kinetycznej układu ruchomego i ukształtowanie powierzchni styczności styków.
EN
Electric contact in switches, obtained as a result of contact impact, accompanies transient process of contact mechanical vibration. In that time takes place the kinetic energy conversion of system into electric strain energy of contact adverse movement. Part of energy, which is cumulated in contacts and flexible elements, may result in contact bouncing. During contact bouncing fault arc appears causing contact surface deterioration that depends on current density value and time duration of contact opening. Existence and character of bouncing mainly depends on pressing force, contact breaking velocity, contact material and contact mass. Contact bouncing phenomenon can be prevented or limited by applying heavy pressure force, decreasing of contact breaking velocity and also by partial kinetic dispersion of movable contact and contact surface shaping too.
17
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Projektowanie wielkoprądowych torów prądowych wymaga nie tylko analizy naprężeń mechanicznych związanych na przykład z procesem załączania prądu elektrycznego. Niezbędna jest również analiza sił elektrodynamicznych występujących w torach prądowych podczas przepływu w nich prądów zwarciowych. Takie badania umożliwiają trafny dobór przekrojów torów, długości przęseł czy sposobu mocowania torów prądowych.
EN
In designing of conductors with contact system two analyses are required; analysis of mechanical stress and analysis of electrodynamic forces which occur when the short-circuit current flows along paths. Due to such analysis it is possible to chose appropriate section of paths, the length of gaps and the method of attachment of current paths. The analysis of electrodynamic forces is a source of information about values of forces that operate on bearers and other fixing elements of current paths.
18
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Celem pracy było wyznaczenie wartości natężenia pola elektrycznego w układzie stykowym uziemnika szybkiego przy danym odstępie izolacyjnym. Ocena wpływu wartości promieni zaokrąglenia końcówek styków ruchomych i nieruchomych oraz ich kształtu, na wartość natężenia pola elektrycznego. Analiza obejmowała również analizę korelacji wartości natężeń w obszarze styków głównych i opalnych oraz ocena stopnia niejednorodności pola elektrycznego w przestrzeni międzystykowej.
EN
Main aim of this paper is electric field intensity value determination in earthing switch contact system whereas insulation gap is given. Impact estimation of the rounding radius value of the steady and unsteady terminal contacts and their shape on electric field intensity value. The analysis included intensity value examination too in the main and welding contact area and estimation of electric field non-homogeneity in area between contacts.
19
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Ograniczona wytrzymałość dielektryczna środowiska otaczającego styki zamykanego załącznika zwarciowego powoduje, że załączanie prądu w obwodzie elektrycznym następuje najczęściej nie w wyniku uzyskania styczności styków, a w wyniku przebicia elektrycznego środowiska izolacyjnego. Celem pracy jest analiza minimalizacji czasu łukowego załączania, związana z maksymalizacją wartości: natężenia krytycznego pola elektrycznego Ek, napięcia krytycznego oraz minimalizacją czasu zamykania styków.
EN
Restricted dielectric medium resistance surrounding making contacts of making-switch results that current making in electric circuit is not performed as a result of metallic contact but as a medium breakdown. The object of this work is limitation of making’s arcing time connected with maximization of electric intensity critical value Ek, critical voltage and making’s arcing time limitation.
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The environment of insulating system in which making switch functions is air and atmospheric pressure. Air is applied as isolation and as extinguisher. The object of theoretical analysis of the area of insulating contact system is to assess a diversity of electric field in contact gap. The aim of theoretical analysis is to find in making switch, areas which have the biggest sensitivity to breakdown and determine features which are particularly crucial as regards electric strength.
PL
Powietrze atmosferyczne lub sprężone jest środowiskiem, w którym pracuje załącznik zwarciowy. Powietrze jest wykorzystywane w układzie izolacyjnym, w którym następuje gaszenie łuku elektrycznego. Przedmiotem analizy teoretycznej wytrzymałości elektrycznej obszaru izolacyjnego układu stykowego jest ocena stopnia niejednorodności pola elektrycznego w przestrzeni międzystykowej. Celem analizy teoretycznej jest ustalenie, we fragmentach układu stykowego załącznika zwarciowego, obszarów o największej wrażliwości na przebicie i wyznaczenie tych cech konstrukcyjnych, które są szczególnie istotne z punktu widzenia wytrzymałości elektrycznej.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.