Influence of Contactor Contact Pressure in Power Circuits of Electric Stock on their Plastic Deformation and Fusing
Loading...
Date
2017
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро
Abstract
ENG: Purpose. The work is aimed at conducting the study to obtain the results that will quantify the influence of contactor contact pressure in power circuits of electric stock on the highest current value d I , that does not cause plastic deformation of contacts; and on the current value fs I – incipient fusion of contacts taking into account the operation conditions. Therefore, such a study targeted to establish the contact fusing causes is relevant. Methodology. The paper proposes an engineering method for determining the currents d I and fs I , taking into account the value of contact pressure, electrodynamic forces of contact repulsion e.d.r F , as well as the pressure influence on the values of such forces. Findings. Taking the contactors 1SVAD8 (locomotive ChS8) and 7SP1 (locomotive ChS4) as an example, the authors conducted the calculations and found that the peak pressure force increases the currents d I and fs I for these contactors by 11.8%; 15.5%; 11.8%; and 15.4% respectively (compared with the specified currents at the minimum pressure force). Influenced by e.d.r F the pressure force of contacts for 1SVAD8 contactor decreased by 13.8…31.8%, and for 7SP1contactor the value e.d.r F may be greater than the pressure force. This can lead to spontaneous shutdown of the closed contactor that is not provided by the control circuit. Ensuring during operation the maximum allowable pressure force of the contacts c F slightly affects the value e.d.r F, compared with the case when c F has the minimum permissible value (in event of a fault in the heating circuit e.d.r F for contactors 1SVAD8 and 7SP1 is reduced by only 2.45% and 2.59% respectively). Originality. The authors for the first time presented a quantitative assessment of influence of contactor contact pressure in power circuits of electric
stock on their plastic deformation and fusing using the proposed engineering method. Practical value. The results obtained during the research allow solving the problem for developing measures aimed to improve the reliability of the heating circuits of electric locomotives ChS8 and ChS4. The proposed method of
determining d I and fs I can be used to quantify the influence of pressure of the main electric contacts mounted in power circuits of electric stock of all series, if during the operation there are cases of plastic deformation, fusing, welding of such contacts, in order to improve the reliability of power circuits.
UKR: Мета. У роботі необхідно провести дослідження для отримання результатів, які дозволять кількісно оцінити вплив натиснення контактів контакторів у силових колах електрорухомого складу на значення найбільшого струму д I , що не викликає пластичної деформації контактів; та на значення струму пл I – початку плавлення контактів із урахуванням умов експлуатації. Тому такі дослідження з метою встановлення причин розплавлення контактів є актуальними. Методика. Запропоновано інженерний метод визначення струмів д I та пл I із урахуванням величини натиснення контактів, визначення електродинамічних сил відштовхування контактів е.д.в F , а також впливу натиснення на значення таких сил. Результати. На прикладі контакторів 1SVAD8 (електровоз ЧС8) та 7SP1 (електровоз ЧС4) після проведених авторами розрахунків встановлено, що забезпечення максимальної сили натиснення збільшує струми д I та пл I для вказаних контакторів на 11,8 %; 15,5 %; 11,8 %; та 15,4 % відповідно (в порівнянні з вказаними струмами при мінімальній допустимій силі натиснення). Під впливом е.д.в F сила натиснення контактів контактора 1SVAD8 зменшується на 13,8…31,8 %, а для контактора 7SP1 значення е.д.в F може стати більше за силу натиснення. Це може призвести до самовільного відключення контактора під струмом, що не передбачено схемою керування. Забезпечення при експлуатації максимальної допустимої сили натиснення контактів к F незначно впливає на значення е.д.в F , у порівнянні з випадком, коли к F має мінімальне допустиме значення (при короткому замиканні у колі опалення е.д.в F для контакторів 1SVAD8 та 7SP1 зменшується всього на 2,45 % та 2,59 % відповідно). Наукова новизна. Авторами вперше дана чисельна оцінка впливу натиснення контактів контакторів у силових колах електрорухомого складу на їх пластичну деформацію та плавлення з використанням запропонованого інженерного методу. Практична значимість. Отримані в ході досліджень результати дозволяють вирішувати задачу по розробці заходів щодо підвищення надійності роботи кіл опалення електровозів ЧС8 та ЧС4. Запропонований метод із визначення д I та пл I може бути використаний для кількісної оцінки впливу натиснення головних контактів електроапаратів, що стоять у силових колах електрорухомого складу всіх серій, якщо при експлуатації мають місце випадки пластичної деформації, плавлення, зварювання контактів цих апаратів із метою підвищення надійності роботи силових кіл.
RUS: Цель. В работе необходимо провести исследование для получения результатов, которые позволят количественно оценить влияние нажатия контактов контакторов в силовых цепах электроподвижного состава на значение наибольшего тока д I , который не вызывает пластичной деформации контактов; и на значение тока пл I – начала плавления контактов с учетом условий эксплуатации. Методика. Предложен инженерный метод определения токов д I и пл I (с учетом значения давления контактов), электродинамических сил отталкивания контактов э.д.о F , а также влияния давления на значения таких сил. Результаты. На примере контакторов 1SVAD8 (электровоз ЧС8) и 7SP1 (электровоз ЧС4) после проведенных авторами расчетов установлено, что обеспечение максимальной силы давления увеличивает токи д I и пл I для указанных контакторов на 11,8 %; 15,5 %; 11,8 %; 15,4 % соответственно (в сравнении с указанными токами при минимально допустимой силе давления). Под влиянием э.д.о F сила давления контактов контактора 1SVAD8 уменьшается на 13,8…31,8 %, а для контактора 7SP1 значение э.д.о F может стать больше силы давления. Это может привести к самопроизвольному отключению контактора под током, что не предусмотрено схемой управления. Обеспечение при эксплуатации максимальной допустимой силы давления контактов к F несущественно влияет на значение э.д.о F , в сравнении со случаем, когда к F имеет минимальное допустимое значение (при коротком замыкании в цепи отопления э.д.о F для контакторов 1SVAD8 и 7SP1 уменьшается всего на 2,45 % и 2,59 % соответственно). Научная новизна. Авторами впервые дана количественная оценка влияния давления контактов контакторов в силовых цепах электроподвижного состава на их пластическую деформацию и плавление с использованием предложенного инженерного метода. Практическая значимость. Полученные при исследовании результаты позволяют решать задачу разработки мероприятий по повышению надежности работы цепей отопления электровозов ЧС8 та ЧС4. Предложенный метод по определению д I и пл I может быть использован для количественной оценки влияния давления главных контактов электроаппаратов, которые стоят в силовых цепях электроподвижного состава всех серий, если при эксплуатации имеют место случаи пластической деформации, плавления, сваривания контактов этих аппаратов с целью повышения надежности работы силовых цепей.
UKR: Мета. У роботі необхідно провести дослідження для отримання результатів, які дозволять кількісно оцінити вплив натиснення контактів контакторів у силових колах електрорухомого складу на значення найбільшого струму д I , що не викликає пластичної деформації контактів; та на значення струму пл I – початку плавлення контактів із урахуванням умов експлуатації. Тому такі дослідження з метою встановлення причин розплавлення контактів є актуальними. Методика. Запропоновано інженерний метод визначення струмів д I та пл I із урахуванням величини натиснення контактів, визначення електродинамічних сил відштовхування контактів е.д.в F , а також впливу натиснення на значення таких сил. Результати. На прикладі контакторів 1SVAD8 (електровоз ЧС8) та 7SP1 (електровоз ЧС4) після проведених авторами розрахунків встановлено, що забезпечення максимальної сили натиснення збільшує струми д I та пл I для вказаних контакторів на 11,8 %; 15,5 %; 11,8 %; та 15,4 % відповідно (в порівнянні з вказаними струмами при мінімальній допустимій силі натиснення). Під впливом е.д.в F сила натиснення контактів контактора 1SVAD8 зменшується на 13,8…31,8 %, а для контактора 7SP1 значення е.д.в F може стати більше за силу натиснення. Це може призвести до самовільного відключення контактора під струмом, що не передбачено схемою керування. Забезпечення при експлуатації максимальної допустимої сили натиснення контактів к F незначно впливає на значення е.д.в F , у порівнянні з випадком, коли к F має мінімальне допустиме значення (при короткому замиканні у колі опалення е.д.в F для контакторів 1SVAD8 та 7SP1 зменшується всього на 2,45 % та 2,59 % відповідно). Наукова новизна. Авторами вперше дана чисельна оцінка впливу натиснення контактів контакторів у силових колах електрорухомого складу на їх пластичну деформацію та плавлення з використанням запропонованого інженерного методу. Практична значимість. Отримані в ході досліджень результати дозволяють вирішувати задачу по розробці заходів щодо підвищення надійності роботи кіл опалення електровозів ЧС8 та ЧС4. Запропонований метод із визначення д I та пл I може бути використаний для кількісної оцінки впливу натиснення головних контактів електроапаратів, що стоять у силових колах електрорухомого складу всіх серій, якщо при експлуатації мають місце випадки пластичної деформації, плавлення, зварювання контактів цих апаратів із метою підвищення надійності роботи силових кіл.
RUS: Цель. В работе необходимо провести исследование для получения результатов, которые позволят количественно оценить влияние нажатия контактов контакторов в силовых цепах электроподвижного состава на значение наибольшего тока д I , который не вызывает пластичной деформации контактов; и на значение тока пл I – начала плавления контактов с учетом условий эксплуатации. Методика. Предложен инженерный метод определения токов д I и пл I (с учетом значения давления контактов), электродинамических сил отталкивания контактов э.д.о F , а также влияния давления на значения таких сил. Результаты. На примере контакторов 1SVAD8 (электровоз ЧС8) и 7SP1 (электровоз ЧС4) после проведенных авторами расчетов установлено, что обеспечение максимальной силы давления увеличивает токи д I и пл I для указанных контакторов на 11,8 %; 15,5 %; 11,8 %; 15,4 % соответственно (в сравнении с указанными токами при минимально допустимой силе давления). Под влиянием э.д.о F сила давления контактов контактора 1SVAD8 уменьшается на 13,8…31,8 %, а для контактора 7SP1 значение э.д.о F может стать больше силы давления. Это может привести к самопроизвольному отключению контактора под током, что не предусмотрено схемой управления. Обеспечение при эксплуатации максимальной допустимой силы давления контактов к F несущественно влияет на значение э.д.о F , в сравнении со случаем, когда к F имеет минимальное допустимое значение (при коротком замыкании в цепи отопления э.д.о F для контакторов 1SVAD8 и 7SP1 уменьшается всего на 2,45 % и 2,59 % соответственно). Научная новизна. Авторами впервые дана количественная оценка влияния давления контактов контакторов в силовых цепах электроподвижного состава на их пластическую деформацию и плавление с использованием предложенного инженерного метода. Практическая значимость. Полученные при исследовании результаты позволяют решать задачу разработки мероприятий по повышению надежности работы цепей отопления электровозов ЧС8 та ЧС4. Предложенный метод по определению д I и пл I может быть использован для количественной оценки влияния давления главных контактов электроаппаратов, которые стоят в силовых цепях электроподвижного состава всех серий, если при эксплуатации имеют место случаи пластической деформации, плавления, сваривания контактов этих аппаратов с целью повышения надежности работы силовых цепей.
Description
O. Baliichuk: ORCID 0000-0003-0119-1446; L. Dubynets: ORCID 0000-0003-0319-4544; O. Marenych: ORCID 0000-0003-3602-5851; D. Ustymenko: ORCID 0000-0003-2984-4381
Keywords
contact pressure, plastic deformation current, fusing, pressure force, repulsion, shock current, contact resistance, натиснення контактів, струм пластичної деформації, плавлення, сила натиснення, відштовхування, ударний струм, опір контактів, давление контактов, ток пластической деформации, плавление, сила давления, отталкивание, ударный ток, сопротивление контактов, КЕТЕМ
Citation
Influence of Contactor Contact Pressure in Power Circuits of Electric Stock on their Plastic Deformation and Fusing / O. Baliichuk, L. Dubynets, O. Marenych, D. Ustymenko // Наука та прогрес транспорту. – 2017. – № 2 (68). – С. 81–91. – doi: 10.15802/stp2017/100083.