Возможность увеличения коммутационного ресурса жидкометаллических самовосстанавливающихся предохранителей с составной плавкой вставкой

ЦЕЛЬ. Оценка состояния исследований в области разработки ограничителей тока на основе жидкометаллических самовосстанавливающихся предохранителей и увеличение коммутационного ресурса жидкометаллических самовосстанавливающихся предохранителей с составной плавкой вставкой.

МЕТОДЫ. При решении поставленной задачи применялся метод анализа научной литературы, а также метод расчета зависимостей для разных материалов плавкой вставки, реализованный средствами компьютерной математики.

РЕЗУЛЬТАТЫ. В литературных источниках имеются сведения о конструкциях жидкометаллических самовосстанавливающихся предохранителей (ЖСП) и их исследованиях, позволяющие сделать выводы о их жизнеспособности и возможности получения практического выхода. Общим недостатком конструкции ЖСП является ограниченный коммутационный ресурс, обусловленный увеличением диаметра плавкой вставки под действием дуговой эрозии. Значительным эффектом повышения коммутационного ресурса и стабильности защитной характеристики обладает конструкция ЖСП с составной плавкой вставкой (ЖСПС). Однако в таких конструкциях снижается коммутационная способность. Показано, что главным критерием работоспособности ЖСПС является величина соотношения значения шунтирующего сопротивления и сопротивления электрической дуги. Работоспособность ЖСП обеспечивается при значениях этой величины ниже критических.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Предложенное математическое выражение может оказаться полезным при разработке конструкций ЖСП, например, при выборе материала электрода, жидкого металла и т.п., что позволит значительно увеличить коммутационный ресурс ЖСПС.

1. Кузнецов А.В. Жидкометаллические предохранители и инвестиционная привлекательность их разработки. М.: Энергоатомиздат, 2006. 207 с.

2. Voronin A.A, Kireev K.V., Kulakov P.A., et al. Experience in the Application of Liquid-Metal Working Medium in High-Current Commutators and Contact Joints // Russian Electrical Engineering. 2008. V. 79. N. 8. pp.415 – 419.

3. Кужеков С.Л., Васильев Б.Н., Куров Н.Н. Оценка быстродействия жидкометаллического самовосстанавливающегося предохранител // Изв. высших учебных заведений. электромеханика. 2012. №2. С.134-136.

4. Смоленцев Н. И., Четошникова Л. М. Топология электрической сети и способ передачи электрической энергии // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2019. Т. 21. № 4. С. 95-103.

5. Четошникова Л. М., Смоленцев Н. И., Четошников С. А., и др. Автономные системы электроснабжения с возобновляемыми источниками энергии и умной сетью // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2018. Т. 20. № 5-6. С. 3-10.

6. Николаев Ю. Е., Осипов В. Н., Игнатов В. Ю. Методика расчета энергетических показателей автономного энергокомплекса, включающего ГТУ, ВЭУ и аккумуляторы электрической энергии // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2020. Т. 22. № 3. С. 36-43.

7. Kuznetsov A.V., Yurenkov Y. P., Mityaev A. A. The Problem of Short-circuit Current Limitation in Energy–saving Systems of Transportation and Electricity Distribution // 2021 12th International Symposium on Advanced Topics in Electrical Engineering (ATEE). 2021. pp. 1-5.

8. B. Wang, H. He, Y. Wu, et al. Liquid Metal Fault Current Limiter for DC Power Systems // 2020 4th International Conference on HVDC (HVDC). 2020. pp. 1084-1088.

9. Mingzhe Rong, Zhuo Yang, Qing Wan, et al. Investigation of Liquid Metal Current Limiter for MVDC Power System // Electric Power Equipment - Switching Technology (ICEPE-ST) 2019 5th International Conference on. 2019. pp. 408-411.

10. H. He, Y. Wu, Zhuo Yang, et al. Study of Liquid Metal Fault Current Limiter for Medium-Voltage DC Power Systems // IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology. 2018. vol. 8. no. 8. pp. 1391-1400.

11. Kurbatkina V.V., Patsera E.I., Levashov E.A., et al. Self-Propagating High-Temperature Synthesis of Single-Phase Binary Tantalum-Hafnium Carbide (Ta, Hf) C and its Consolidation By Hot Pressing And Spark Plasma Sintering // Ceramics International. 2018. V. 44. № 4. P. 4320-4329.

12. Кузнецов А.В., Сычева И.В. Жидкометаллический самовосстанавливающийся ограничитель тока. Патент 2242818 (RU), МКИ3 7Н01Н. №2003122171/09; Заявл. 15.07.03; Опубл. 20.12.04, Бюл. 35. 4 с. 87/00.

13. Приходченко В.И., Серпуховитин М.Е., Скрипачев М.О., и др. Жидкометаллический токоограничитель // Известия вузов. Электромеханика. 2011. №3. С.60-62.

14. Кужеков С.Л., Васильев Б.Н., Куров Н.Н. Конструктивные особенности жидкометаллических самовосстанавливающихся предохранителей и их влияние на процессы, протекающие в них // Изв. вузов. Электромеханика. Специальный выпуск. 2010. С. 53 -55.

15. Кузнецов А.В., Юренков Ю.П. Токоограничивающее устройство. Патент 2713641 С1 (RU), МКИ3 Н02Н. №2019124807; Заявл. 02.08.19; Опубл. 05.02.20, Бюл. 4. 8 с. 3/08, 9/02.