автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.01, диссертация на тему:Оптимизация эксплуатации электрических аппаратов в энергетических системах, оборудованных средствами телемеханики

На правах рукописи

КИРСАНОВ АЛЕКСЕЙ ВАЛЕРЬЕВИЧ

ОПТИМИЗАЦИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ В ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ, ОБОРУДОВАННЫХ СРЕДСТВАМИ ТЕЛЕМЕХАНИКИ

Специальность 05.09.01 "Электромеханика и электрические аппараты"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2005

Работа выполнена в Государственном Образовательном Учреждении Высшего Профессионального Образования Московском Энергетическом Институте (Техническом Университете) на кафедре Электрических и Электронных аппаратов.

Научный руководитель кандидат технических наук,

доцент Макарычев Юрий Михайлович

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

доцент Свинцов Геннадий Петрович

кандидат технических наук, Умеренков Анатолий Сергеевич

Ведущая организация ФГУП Научно-Производственное Предприятие Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Электромеханики с Заводом имени А.Г. Иосифьяна (Hiill ВНИИЭМ).

Защита состоится 17 февраля 2006 г. в 13 час. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.157.15 при ГОУВПО МЭИ (ТУ) в аудитории Е-205 по адресу 111250 Москва, Красноказарменная ул. д. 13.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУВПО МЭИ (ТУ).

Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим направлять по адресу: 111250, Москва, Красноказарменная ул., д. 14, ученый совет ГОУВПО МЭИ (ТУ).

Автореферат разослан "_"_200_ г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212. 157. 15 кандидат технических наук, доцент ^WAOuUrf Соколова Е.М.

20Р£А

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Особенностью крупных систем распределения электроэнергии является неравномерность распределения нагрузки на элементы системы в зависимости от их местоположения, времени и режима эксплуатации. Учитывая данную специфику, практически невозможно определить степень износа того или иного компонента системы, не имея реальных данных о том, в каких режимах он эксплуатировался. Коммутационные устройства распределительных подстанций городского электротранспорта, в частности, линейные выключатели, выполняют функцию отключения потребителей при наличии короткого замыкания на линии. Несвоевременное обслуживание такого класса оборудования увеличивает вероятность выхода из строя силовых элементов подстанции Сваривание контактов вследствие их износа может приводить к несрабатыванию электрического аппарата при отключении, и может быть опасным для жизни людей или резко повышает затраты на восстановление функций системы.

В силу того, что на действующих тяговых подстанциях продолжают в большом количестве эксплуатироваться электрические аппараты старого образца, не оснащенные встроенными диагностическими средствами, имеется необходимость в разработке недорогих диагностических датчиков со встроенными средствами коммуникации, анализирующими протекание каждой коммутации для определения состояния оборудования в процессе эксплуатации. Для исследования дуговых процессов диагностическая аппаратура должна обладать высоким быстродействием. Требования к быстродействию и низкой стоимости аппаратных средств обуславливают применение такого способа расчета эрозии контактов, который не требует громоздких вычислений. Использование диагностических устройств, устанавливаемых на эксплуатируемое оборудование, позволяет дистанционно контролировать его работоспособность без выезда на объект. Определение ресурса контактной части мощной коммутационной аппаратуры в процессе эксплуатации является актуальной задачей, поскольку позволяет своевременно производить обслуживание контактной части электрических аппаратов с целью повысить безопасность и надежность системы в целом.

В основу работы положено измерение тока, напряжения между рабочими контактами и времени в момент коммутации. Полученные данные обрабатываются не только относительно чргм°тти тсг»ммутя{1ии но и

относительно энергии, рассеянной в контактно! [ про^Щ!^^^^11

СП

о»

Цель работы. Целью работы является оптимизация эксплуатации электрических аппаратов в энергетических системах, оборудованных средствами телемеханики.

Методы исследования. Для решения поставленных задач были использованы методы математического анализа (дифференциальное исчисление, интегральное исчисление), методы теории подобия и моделирования, методы корреляционного анализа процессов, методы тепловых расчетов в нестационарных нелинейных системах.

Научная новизна работы. Научная новизна диссертационной работы состоит:

- в предложенной математической модели, позволяющей оценить степень износа контактных поверхностей для коммутационного оборудования, работающего на постоянном токе;

- в разработанных измерительных аппаратных и программных средствах для проведения автоматизированного натурного эксперимента на линейных выключателях, устанавливаемых на электрических тяговых подстанциях городского транспорта.

Достоверность результатов работы. Достоверность работы подтверждается использованием апробированных методов анализа процессов в силовых электрических контактных устройствах и корректностью принятых допущений, а также экспериментальными результатами, полученными на физических и математических моделях.

Реализация результатов работы. Полученные результаты использованы при проведении модернизации коммутационного оборудования, средств телемеханики и локальной автоматики на тяговой подстанции №5 ГУЛ «Энергохозяйства» г. Москвы.

Практическая ценность работы. Результаты работы могут быть использованы для оснащения находящейся в эксплуатации мощной коммутационной аппаратуры датчиками износа контактных поверхностей, позволяющих оптимально использовать ресурс электрических аппаратов в процессе эксплуатации и эффективно осуществлять их обслуживание. Датчик износа контактных поверхностей может быть использован для лабораторных исследований и проведения испытаний коммутационного оборудования. Принцип осциллографирования, положенный в основу датчика, позволяет

анализировать влияние распределения энергии во времени (в период коммутации) на износ контактного материала. Это может позволить, впоследствии получить более точные результаты при оценке износа контактов мошной коммутационной аппаратуры.

Положения, выносимые на защиту:

- новый способ диагностики контактов быстродействующих линейных выключателей, используемых в крупных системах непрерывного распределения электроэнергии в реапьных условиях эксплуатации;

- уточненная формула для определения износа контактных поверхностей мощной коммутационной аппаратуры.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных конференциях СИЕЛА'98 (Болгария, г. Пловдив), «Электротехника, электромеханика и электротехнологии» (Россия, г. Клязьма), на заседаниях кафедры Электрических и Электронных Аппаратов в 1998-2001 гг., на секции НТС НПП ВНИИЭМ «Метрология, проектирование, расчет и испытание электрооборудования» 2003г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 работы.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы и имеет объем 133 стр., 21 рисунок, 4 таблицы и 3 приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность разработки и применения новой методики определения износа контактов линейных выключателей распределительных станций, сформулированы цели работы и задачи исследований.

В первой главе проведен анализ предыдущих исследований. Рассмотрены процессы и условия возникновения дугового износа. Рассмотрены явления, сопровождающие электрическую эрозию сильноточных контактов.

Ограничена область применения предложенного метода. Метод может быть использован для коммутационной аппаратуры установленной на объекте, не оборудованной системой диагностики состояния контактных поверхностей. Рассматривается коммутационное оборудование, износ контактов которого

происходит за счет воздействия дуги отключения. Кроме того, метод не может быть использован для ртутных и вакуумных выключателей.

Отмечено, что, несмотря на достаточно глубокую степень рассмотрения проблемы износа сильноточных электрических контактов, многие исследователи получали результаты, сильно отличающиеся друг от друга, а иногда противоречивые.

Отмечено, что исследования проводились в двух основных направлениях:

- изучение природы горения дугового разряда и физических процессов, связанных с этим явлением;

- проведение лабораторных исследований функционирования электрических аппаратов, созданных с применением новых способов защиты контактных поверхностей от дугового воздействия, реализованных на основе накопленных знаний.

Обработка результатов исследований с целью получения расчетных формул для определения эрозии контактов проводилась также в двух направлениях:

- обобщение данных эксперимента и получение эмпирических формул;

- составление аналитических зависимостей

Рассмотрены и проанализированы предложенные в рамках первого направления эмпирические формулы и методы определения коэффициентов, позволяющих рассчитать износ контактов. После проведения экспериментов для расчета использовались эмпирические зависимости с коэффициентами, которые определялись для каждого отдельного эксперимента, проводимого с жестко заданными условиями. Сделан вывод о том, что в результате был получен целый ряд формул, вычисления по которым дают значимо различные результаты. Высказано предположение, что это обусловлено как методикой проведения экспериментов (они проводились при разных условиях и авторы не могли с достаточной точностью повторить эксперимент, поскольку на процесс горения влияют не только величина тока и напряжения источника питания, но и внешние факторы, которые трудно учесть или воспроизвести), так и методикой обработки результатов эксперимента. Результаты полученные исследователями в рамках второго направления рассмотрены во второй главе.

Рассмотрены условия возникновения дугового износа. Рассмотрены возможные источники теплоты и способы отвода тепла от разогреваемого пятна до начала выброса материала и/или его испарения. Перечислены силы, которые наиболее существенно влияют на износ и способствуют выбросу материала контактов.

Отмечено, что проблема определения износа контактных поверхностей состоит из двух подзадач:

- определение массы материала, подготовленной к выбросу (в частности расплавленного материала)/

- определение соотношения выброшенного и расплавленного материала.

В качестве одного из граничных условий исследования принято ограниченное время горения дугового разряда. Считается, что износ контактов реальной сильноточной коммутационной аппаратуры происходит во время горения дугового разряда, которое ограничено и определяется конструкцией электрического аппарата (типом дугогасительной камеры, средой, в которой происходит размыкание контактов и.д.). Отмечено, что для сильноточной коммутационной аппаратуры износ контактов протекает значительно интенсивнее при их размыкании.

Рассмотрено распределение напряжения между контактами в момент коммутации. Проанализированы способы определения приэлектродного падения напряжения. Ввиду множества параметров, влияющих на температурное поле контактов, температурная модель контактов оказывается очень сложной, и учесть все эти параметры не представляется возможным. Расчетные методы требуют проведения большого количества вычислений. Поэтому, обычно определяют граничные условия и пренебрегают некоторыми составляющими (например, объемным источником теплоты).

Сделан вывод о том, что, если измерять напряжение на контактах в момент коммутации то, зная соотношение между падением напряжения на дуге и падением напряжения на аноде и катоде, можно определить приэлектродные падения напряжения. Соответственно, зная протекающий ток (а именно, его мгновенные значения в момент коммутации), можно определять мгновенную мощность, выделенную на контактах.

Во второй главе рассматривается баланс тепловых потерь в контактном промежутке. Отмечено, что процесс горения дуги и, в частности, тепловые

процессы, протекающие в «онтактном промежутке, изучены достаточно полно. Рассматриваются источники те слоты (поверхностный и объемный). Отмечено, что на тепловые процессы знаЧпТ^тьное влияние оказывает материал и форма контактов, особенно в начальной стадии коммутации. В разомкнутом состоянии на разогрев контактных поверадостей влияет Г7СД?ижность дугового столба. Рассматриваются стадии размыкашц контактов. В частности явление стагнации дуги, вызывающее повышенный »зное контактов. По анализу изменения напряжения в контактном промежутка можно распознать стадии дугового разряда и определить перешла ли дуга на дугогасительные рога или она еще находится между контактами.

^poaMl-IIwIipCDwia CTSirei" объемного и поверхностного

источников теплоты на материал контактов, которая рассматривалась p2ii?e многими исследователями.

На Рисунке 1 приведены данные (Rich J. A. Resistance heating in the are cathode spot zone. - "J. Appl. Phys.", 1961, vol. 32, p.1023-1027. ), показывающие относительный вклад объемного источника в баланс энергии для различных материалов и плотностей тока.

*

Си РЬ Hg Bi

12 10 20 мкОм * см

Рисунок 1 - Зависимость отношения мощностей объемного Ру и поверхностного Р5 источников теплоты от удельного электрического сопротивления металла и плотности тока Из приведенной зависимости видно, что для материалов с высокой удельной электрической проводимостью (например, медь) влияние объемного

источника теплоты ощутимо при плотностях тока более 108 А/см2. Для материалов с высоким удельным сопротивлением вклад и того и другого источников значителен при плотностях тока около 107 А/см2.

Таким образом, вклад объемного источника теплоты важен, при определенных условиях, только для материалов с высоким удельным сопротивлением при высоких плотностях тока. Учитывая сделанное выше замечание, считают, что определяющим фактором для эрозии медных контактов является тепло, выделенное на поверхности, т.е. поверхностный источник теплоты.

Рассмотрено уравнение Маккоуна для напряженности электрического поля у поверхности электрода:

Е? = —(Uky|>{JlфV2-JAr^)U2h О)

е0 2е 2е

где: Л и 7е — плотности ионного и электронного токов; т, и те — массы иона и электрона; ео = 8,85-Ю"12 Ф/м; Ек — энергия катода; ик - прикатодное падение напряжения.

Отмечено, что исследователи составляли системы уравнений, в которые, кроме уравнения Маккоуна, входили уравнения электронной эмиссии, атомно-ионного баланса и баланса энергии. Известны системы уравнений, в которых учитывалась, например, скорость испарения контактного материала, а также зависимость прозрачности потенциального барьера для электронов от температуры. Использование этих систем уравнений для обработки экспериментальных данных позволяло получать некоторый диапазон значений эмпирических коэффициентов для расчетных формул.

Сделан вывод о том, что, тем не менее, не была раскрыта общая, или хотя бы достаточно универсальная, закономерность и методология получения эмпирических коэффициентов. Высказано предположение, что причина тому -большое разнообразие факторов, влияющих на протекающие вблизи электродов процессы.

Рассмотрено влияние потоков плазмы на контактные поверхности. Отмечено, что воздействие потоков плазмы неоднозначно влияет на износ контактов. Сделан вывод, что при использовании в расчетах износа материала

контактов величины, определяющей количество теплоты, необходимо учитывать не только количество энергии, которое выделяется в контактном промежутке, но и четко представлять себе характер и поведение потоков плазмы в конкретном электрическом аппарате.

Автор солидарен с мнением о том, что нельзя ориентироваться на общую, полную энергию, выделяющуюся в контактном промежутке, и считает, что при исследовании износа контактов имеет значение только то количество теплоты, которое непосредственно подводится к контактным поверхностям. Данное утверждение основано на том, что нас в большей степени интересуют тепловые процессы вблизи контактных поверхностей, т.е. та часть энергии дугового столба, которая тем или иным способом подводиться к контактам электрического аппарата. Энергия, которая выделяется непосредственно в дуговом столбе, в данном случае не так интересна. Считается, что, важно знать процентное отношение энергии, подводимое к контактным поверхностям относительно общей энергии, расходуемой при коммутации. Действительно, именно эта величина наибольшим образом влияет на дуговой износ материала контактных поверхностей. Отмечено, что в реальном электрическом аппарате процессы теплообмена определяются его конструкцией, которая в межрегламентный период эксплуатации остается неизменной, и, это позволяет принять ряд допущений для упрощения расчетов.

Рассматриваются методы расчетов при нестационарных процессах распределения температуры в теле контактов. Рассматривается решение дифференциального уравнения (2) методом источников:

где: х, у, г - координаты; с - удельная теплоемкость; со - количество теплоты, выделенной в единице объема в единицу времени; X - коэффициент теплопроводности; у - плотность.

В качестве граничных условий принимаются:

- баланс тепловых потоков на границе парообразной и жидкой фаз,

0) + —

су

(2)

¡5. 7?исп - положение фронта испарения, цв - тепловой поток;

- баланс потоков на границе жидкой и твердой фаз,

, дТ--лж —п ж дп

, дТ -+ Л — п

«-"„-о

где: Ях - коэффициент теплопроводности жидкой фазы; п - нормаль к изотерме плавления; гт - скрытая теплота плавления; £ - глубина проплавления.

Рассматриваются методы приближенных расчетов. Для приближенных расчетов эрозии применяются следующие формулы:

т„. =

1,3+0,04(9. Д.

1 ¿й

0,885

(5)

где тт» - безразмерная масса расплавленного материала; =Ч,^р1Т4Лсу - безразмерная величина, характеризующая тепловой

поток.

(2./сЗг„)' (6)

где Qe — выделенная на поверхности энергия; с - удельная теплоемкость.

Если энергия испарения не оказывает значительного влияния на эрозию контактов, то можно воспользоваться следующей зависимостью:

(7)

ЗсГ„

где к„ - коэффициент выброса материала с поверхности контактов, Тт-температура плавления материала контактов, Quc„ - энергия испарения, II э -эквивалентное приэлектродное падение напряжения, а - величина, эквивалентная протекшему через промежуток заряду. Приводятся результаты расчетов и сравнение получаемых расчетных параметров эрозии и экспериментальных данных, полученных предыдущими исследователями. Сделан вывод о том, что, учитывая сложность проведения аналитических расчетов, которые к тому же могут быть проведены с недостаточной точностью, поскольку упрощают реальные условия нагрева контактов, и накладывают граничные условия, которые не всегда могут быть удовлетворены при реальной эксплуатации, для решения поставленной задачи целесообразно дополнительно опираться на экспериментальный материал с последующей его систематизацией и обработкой.

В третьей главе анализируется подход к обработке данных эксперимента. Рассмотрены подходы к обработке дачных, которые были использованы предыдущими исследователями.

Предложен подход к построению модели. В качестве базовой теории для построения зависимости, определяющей износ контактов, была выбрана Теория Подобия и Моделирования ('11 IM).

Выбор этой теории обусловлен тем, что, хотя процесс горения дугового разряда представляет собой сложное нестационарное явление, его можно отнести к определенному классу явлений, которые объединены сходными свойствами, и применить подходы ТПМ для анализа данных.

Проведен анализ, который определяет процесс горения дугового разряда как нелинейную систему. Отмечено, что на основании положений ТПМ ставится задача построения не абсолютной модели дугового разряда, а такой модели, которая, при определенных граничных условиях должна обеспечить возможность вычисления износа материала контактов для определенного класса коммутационного оборудования.

Приводится описание математической модели, используемой для оценки износа материала контактов. (В качестве исходных для составления модели износа контактов была взята модель и данные экспериментов, приведенные в (Буткевич Г.В., Белкин Г.С., Ведешенков H.A., Жаворонков М.А. Электрическая эрозия сильноточных контактов и электродов, Москва, «Энергия», 1978.)

Для анализа экспериментальных данных применялись формулы вида:

me=klat\ (8)

где: те — масса выброшенного материала на пару контактов, г;

1- действующее значение тока на пару контактов, А;

t ~ время горения дуги, с;

к - коэффициент, зависящий от материала контактов;

а, b - коэффициенты, сохраняющиеся независимыми только для

определенных условий испытаний.

При проведении эксперимента контролировались следующие величины:

/ - ток. кА; Гфув - время воздействия дуги, с; 5" - расстояние между контактами, мм; 11йуш - напряжение на дуге, В; т - эрозия контактной пары, г; Едуги - энергия дуги, кДж; Екппт - энергия в контактах, кДж; Ес)уги + Еконт -суммарная энергия в дуге и контактах, кДж.

Из формулы (8) видно, используемые в ней степенные коэффициенты, которые к тому же меняются в зависимости от условий эксперимента, ограничивают область ее применения. Необходимо было найти такой вид расчетной зависимости, который позволял бы без снижения точности применить ее к более широкому диапазону коммутируемых токов.

Для анализа базы экспериментальных данных были построены графики, позволяющие оценить степень влияния параметров процесса на износ материала. Для выявления закономерности в исходных данных предложено выбрать совокупность параметров, которые в наибольшей степени влияют на массу материала, потерянного контактными поверхностями.

В качестве таких параметров выбраны следующие величины:

г - время дугового воздействия, с;

Е - энергия, выделенная в контактном промежутке, кДж;

5 - расстояние между контактами, мм.

Следует отметить, что выбрана суммарная энергия, которая выделяется именно в контактном промежутке, а не энергия, подведенная к контактным поверхностям. Таким образом, в отличие от (8) предложено учитывать не величину тока в момент, предшествующий коммутации, а энергию, выделенную в контактном промежутке, максимальное расстояние между контактами и время горения дуги. На Рисунке 2 представлены графики тока до момента коммутации (/ р), массы удаленного материала (,*" -) и суммарной энергии (Ед+Ек)р, рассеянной в контактном промежутке. Все величины представлены в относительных единицах.

Рисунок 2 - Графическое представление данных по износу контактов после их систематизации и обработки

На Рисунке 2 видно, что форма кривой, отражающей массу выброшенного материала, коррелируется с величиной тока очень слабо. График же энергии, рассеянной в контактном промежутке, значительно лучше коррелируется с кривой износа материала. Сделан вывод, что параметром, который в наибольшей степени коррелируется с массой выброшенного материала, можно считать энергию, выделяемую в контактном промежутке.

В качестве формулы для обработки экспериментальных данных предложена степенная зависимость вида:

у = Ахти"УР, (9)

где: А, т, п, р - коэффициенты, получаемые эмпирически или с помощью расчета; х, II, V- параметры процесса.

Выбор такого вида функции обусловлен тем, что она обладает достаточной простотой и гибкостью (имеется возможность варьировать коэффициенты и показатели для отдельных интервалов).

При анализе данных эксперимента использовалась формула:

т = (ю)

где: т - масса материала, удаленного с контактной поверхности, г;

к, а, Ь - коэффициенты, определяющие индивидуальные особенности процесса;

Е - энергия, рассеянная в контактном промежутке, кДж;

t - время горения дугового разряда, с;

5 - расстояние между контактами, мм.

В этом случае (10) целесообразно представить в виде:

Ы(т) = к(Ы(Ед + Ек)р +д1п(/) + 61п(5)), (И)

Преобразование подобного рода позволяет оценить, имеет ли место степенная зависимость между массой выброшенного материала и критериями, входящими в эту формулу.

После составления формулы была произведена обработка данных, результат которой представлен на Рисунке 3.

На Рисунке 3 представлены следующие зависимости:

- 0,09 ■ I18 • Г17 - предложенная ранее формула;

- т - масса материала, удаленного с контактных поверхностей;

- (1п((Ед+Ек)р) + 1п(Тд_р) - 1п(5_р)) - общий вид формулы, предложенной для расчета массы изношенного материала.

Рисунок 3 - Зависимости, отображающие степень корреляции массы удаленного материала и расчетных данных По оси абсцисс - номер эксперимента, по оси ординат масса выброшенного контактного материала в относительных единицах.

Как видно из графика, представленного на Рисунке 3, формула (11) дает результат, более близкий к опубликованным данным (по оси абсцисс номер эксперимента). Для более объективной сравнительной оценки результатов

использовались коэффициент корреляции и ХИ - тест. Коэффициент корреляции рассчитывался по следующей формуле:

соу(Х,7)

Рх,г=---(12>

<Тх-(Ту

где: а\=Ых,-Мх)\

п п

Для подтверждения корректности применяемой функции использовался ХИ - тест для распределения %2.

г с (А -Е )2

(13)

где: '=' ^ V

Аи = фактическая частота;

Еч = ожидаемая частота;

г = число строк;

с = число столбцов;

%2 является вероятностью для %2 статистики и степеней свободы

где:#=(г-1)(с-1).

В результате обработки экспериментальных данных были получены следующие результаты. Для контактов со сферической поверхностью получена следующая формула:

.Е-Л

Для контактов с плоской поверхностью получена следующая формула:

Е ,0,53

т = 10^——, 05)

5

где: т - масса материала, удаленного с контактной поверхности, г; Е -энергия, рассеянная в контактном промежутке, кДж; t - время горения дугового разряда на контактах, с; 5 - расстояние между контактами, мм.

Рассмотрение эрозии контактов относительно энергии, позволяет расширить диапазон применения формулы, что особенно актуально для линейных выключателей, коммутирующих токи от сотен ампер до 100 кА.

т = 1>6-ТПГ- О4)

Коэффициент корреляции для (8) равен 0,73842, х2 тест равен 0,07765. Для (10) коэффициент корреляции равен 0,96791, %2 тест равен 0,94886.

Аналогичный анализ был сделан для контактов с плоской поверхностью. Коэффициент корреляции для (8) равен 0,97044, тест равен 0,99969. Для (10) коэффициент корреляции равен 0,92547, у? тест равен 0,98607. Отмечено, что результат расчета по предлагаемой формулы ближе к экспериментальным данным, чем по используемой ранее формуле.

В четвертой главе приведено описание экспериментального образца устройства по определению износа контактных поверхностей и его функциональное назначение. Рассмотрены способы измерения напряжения на контактном промежутке в момент коммутации.

Приведено описание оригинальной схемы измерения напряжения на дуге. Рассмотрен способ компенсации нелинейных искажений дифференциального каскада измерения напряжения. Дано описание реализации метода обеспечения устойчивости измерительных каскадов с гальванической развязкой, который был использован при проектировании аппаратной части датчика. Рассмотрены вопросы, связанные с измерением тока в процессе коммутации, с учетом специфических требований, предъявляемых ГУЛ «Энергохозяйства» г. Москвы. Изложены требования, предъявляемые к измерителю тока. Рассмотрены варианты реализации датчика тока, проанализированы их преимущества и недостатки. На основании проведенного анализа был выбран способ измерения напряжения на константановом шунте с применением полной гальванической развязкой, как по каналу измерения, так и по питанию. Приведена принципиальная схема разработанного датчика тока. Проанализированы типы интерфейсов, которые могут быть использованы для подключения микроконтроллерного ядра датчика к системе телемеханики. Выбран последовательный интерфейс с гальванической развязкой. Приведено описание программного обеспечения для обработки данных, полученных после серии измерений тока и напряжения в процессе коммутации (Среда программирования Borland С++ Builder 5.0 RAD (Rapid Application Development)).

Дано описание процесса установки датчика РИДЭК 600 MB на электрической тяговой подстанции №5 ГУП «Энергохозяйства» г. Москвы.

Приведены графики реальных измерений, произведенных датчиком износа контактов после его установки на объекте. На основании результатов, полученных после испытаний датчика, составлен акт о введении устройства РИДЭК 600 МВ в опытную эксплуатацию. На Рисунке 4 приведена фотография датчика износа контактов, установленного на объекте.

В приложениях приведены тексты программ на языке С++ и сговб-ассемблер для микроконтроллеров семейства МС68НС11, блок-схемы программного обеспечения, структурная схема датчика износа и аналогового измерительного каскада для измерения напряжения на контактном промежутке.

Рисунок 4. - Установленный на объекте датчик РИДЭК600МВ в процессе проведения испытаний.

Основные результаты и выводы диссертационной работы

1. Сделан вывод о том, что энергия, рассеиваемая в контактном промежутке, может быть использована в качестве параметра для оценки эрозии в контактном промежутке.

2. Предложена новая методика определения износа линейных выключателей тяговых подстанций наземного электротранспорта, используемых в крупных системах распределения электроэнергии, оснащенных средствами телемеханики и автоматики.

3. Предложена уточненная формула для определения износа контактных поверхностей для электрических аппаратов с медными контактами, работающими в воздухе при атмосферном давлении. Показано, что предложенная формула дает более точный результат по сравнению с используемыми ранее зависимостями.

4. Использование интеллектуальных датчиков износа контактов в крупных системах распределения электроэнергии, оборудованных средствами телемеханики и локальной автоматики, позволяет снизить затраты на обслуживание силового оборудования системы и повысить ее надежность в целом. Это достигается благодаря наличию информации о текущем состоянии оборудования, что позволяет производить обслуживание контактной части электрических аппаратов именно тогда, когда в этом есть реальная необходимость.

5. Разработан датчик износа контактных поверхностей, на котором были проведены экспериментальные исследования, подтвердившие основные положения исследований и правильность принятых допущений. Датчик введен в опытную эксплуатацию на электрической тяговой подстанции №5 ГУП «Энергохозяйства» г. Москвы.

6. Разработанный датчик производит осциллографирование и запись параметров тока и напряжения в процессе коммутации с частотой 100 микросекунд. Таким образом, его можно использовать для проведения лабораторных исследований с целью анализа параметров процессов, происходящих в момент коммутации.

XOOb Й

I- _ 7 3 б

эй работы ижЬжены гагедзчощих

Основные положения диссертационной

печатных трудах:

1. Макарычев Ю.М., Рыжов С.Ю., Кирсанов A.B. Программирование микроконтроллеров Моторола на IBM/PC.— М.: Изд-во МЭИ, 1995.— 112 с.

2. Кирсанов A.B. Определение износа контактных поверхностей электрических аппаратов с использованием систем телемеханики // Электричество.— 1998,— № 12 — С. 64—65.

3. Акимов Е.Г., Ведешенков H.A., Макарычев Ю.М., Рыжов С.Ю., Попов Д.К., Кирсанов A.B. Концепция современной компьютеризированной учебной лаборатории электромеханических аппаратов управления и защиты // IV Международная конференция «Электротехника, электромеханика и электротехнологии»: Тез. докл.— Клязьма, 2000.— С. 372—374.

4. Кирсанов A.B. Оценка износа контактов силового коммутационного оборудования постоянного тока //Электротехника.— 2005.— №2.— С. 22—27.

Подписано в печать^ Ь. ¡i- С ó Зак. П к Тир. ¡LÍ Пл -f Л0

Полиграфический центр МЭИ (ТУ) ' ' '

Красноказарменная ул., д. 13

0

ВВЕДЕНИЕ.

1. ФЕНОМЕНОЛОГИЯ ЭРОЗИИ СИЛЬНОТОЧНЫХ КОНТАКТОВ.

1.1. Анализ предыдущих исследований.

1.2. Условия возникновения дугового износа и явления, сопровождающие электрическую эрозию сильноточных контактов.

2. БАЛАНС ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ В КОНТАКТНОМ ПРОМЕЖУТКЕ.

3. АНАЛИЗ ПОДХОДА К ОБРАБОТКЕ ДАННЫХ ЭКСПЕРИМЕНТА.

3.1. Подход к созданию модели исследуемого объекта.

3.2. Основные положения теории подобия и моделирования (ТПМ).55 3.3 Описание математической модели, используемой для оценки износа материала контактов.

4. ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ИЗНОСА КОНТАКТНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ.

4.1 Аналоговый входной каскад для измерения напряжения на контактной группе, использующий дифференциальный способ измерения напряжения.

4.2 Входной силовой каскад. Устранение нелинейных искажений аналогового каскада, использующего гальваническую развязку оптического типа.

4.3 Стыковка аналоговой части схемы с АЦП микроконтроллера.

4.4 Устойчивость схемы аналогового каскада.

4.5. Аналоговый входной каскад для измерения тока, протекающего через контактную группу в процессе коммутации.

4.6 Стыковка микроконтроллерного ядра датчика износа контактов с системой передачи информации.

4.7. Типы интерфейсов передачи данных.

4.8 Программное обеспечение для обработки данных, полученных после измерения интегралов тока и напряжения в процессе коммутации.

4.9 Установка образца на электрической тяговой подстанции ЭТП №5 ГУП «Энергохозяйства» г. Москвы.

Системы распределения электроэнергии играют огромную роль в жизни страны, которую сложно переоценить. Потребление электроэнергии возрастает год от года. Увеличивается количество новостроек. Крупные города и мегаполисы не могут обходиться без электрического транспорта как самого экологически чистого на сегодняшний день. Современное электронное оборудование и высокотехнологичные устройства требуют высокого качества электроэнергии. Все это приводит к повышению предъявляемых требований к надежности систем распределения электроэнергии, а, следовательно, и элементов составляющих эти системы.

Необходимость быстрого реагирования на аварийные ситуации, контроль состояния дорогостоящего оборудования, работающего с большими, распределенными, динамическими нагрузками приводит к тому, что телекоммуникации и системы автоматизации объединяются с силовой частью энергосети в единое целое. ,

Особенностью крупных систем распределения электроэнергии является неравномерность распределения нагрузки на элементы системы в зависимости от их местоположения в энергетической схеме, времени года, времени суток и режима эксплуатации. Учитывая данную специфику, практически невозможно определить степень износа того или иного компонента системы, не имея реальных данных о том, в каких режимах он эксплуатировался.

Одним из основных типов оборудования, составляющих систему распределения электроэнергии, являются контактные электрические аппараты. Так, например, на 250-и действующих тяговых подстанциях ГУП «Энергохозяйства» г. Москвы эксплуатируется свыше 2000 линейных выключателей. В качестве этого типа оборудования, установленного на электрической тяговой подстанции, используются электрические аппараты ВАБ (ВАТ) -43-2000 разных модификаций и года выпуска. Данные аппараты используются в основном для отключения токов короткого замыкания или перегрузки на линии. В связи с появлением новых районов города и необходимостью обеспечения их транспортом, производится установка новых электрических тяговых подстанций, которые, как и ранее, используют в качестве линейных выключателей контактное оборудование. Применение контактной техники обусловлено необходимостью физического размыкания цепи. Несмотря на наличие целого ряда преимуществ, бесконтактные аппараты не осуществляют физического отсоединения нагрузки от источника питания. Скрытые дефекты структуры кристалла полупроводника, которые в свою очередь весьма сложно контролировать, могут привести к пробою ключа и появлению напряжения на линии в процессе ремонтных работ.

На сегодняшний день периодичность обслуживания линейных выключателей определяется регламентом, который учитывает в качестве критерия износа только количество срабатываний привода контактов электрического аппарата. Таким образом, реальный дуговой износ контактов, который происходит в результате отключения большой нагрузки или короткого замыкания не учитывается. Как следствие, контактная часть электрического аппарата обслуживается либо поздно, поскольку аппарат произвел подряд несколько коммутаций с большим разрываемым током, либо он производил отключение линии без нагрузки, следовательно, интенсивного дугового износа не происходило и состояние его контактных поверхностей не требует проведения профилактических или ремонтных работ.

В первом случае это может привести к потере дорогостоящего оборудования или к негативным последствиям для обслуживающего персонала и населения, во втором случае затраты на обслуживание будут не оправданы.

С учетом предъявления высоких требований к надежности работы системы распределения электроэнергии, оптимальное использование ресурса электрических аппаратов в энергетических системах, и, как следствие оптимальная эксплуатация контактной части электрических аппаратов является актуальной задачей. В частности, определение ресурса контактной части мощной коммутационной аппаратуры в процессе эксплуатации является составной частью этой задачи, поскольку позволяет своевременно производить ремонт и профилактику электрических аппаратов, а также снизить затраты на их обслуживание.

Область исследования контактной аппаратуры начала интенсивно развиваться еще в начале прошлого века. Анализ имеющегося обширного экспериментального материала показал, что он требует систематизации в части исследования дугового износа. Большинство исследователей пришло к выводу, что потери материала в процессе дугового износа связаны с количеством теплоты, подведенной к контактам в течение коммутационного процесса. Автор солидарен с этим положением. Было предложено множество различных расчетных и экспериментальных способов по определению количества энергии, подведенной к контактам.

Расчетные методы давали приемлемый результат только в очень узком диапазоне внешних условий, в связи с тем, что дуговой процесс очень чувствителен к изменению внешних факторов. Таким образом, практически не реализуемо создание полной математической модели, которая полностью описывает процесс во всех типах коммутационного оборудования. В крупных системах распределения электроэнергии износ силовой аппаратуры происходит неравномерно. Некоторые аппараты работают на сильно нагруженных линиях, другие отключаются только для проверки текущего состояния коммутационного оборудования. Предсказать режим работы и тип нагрузки можно только с использованием сложных расчетов, основанных на статистических методах, точность которых недостаточна относительно отдельно взятого контактора.

Для расчетного определения дугового износа контактных поверхностей широко используется формула, основанная на величине разрываемого тока. Однако она имеет ограниченную область использования, поскольку эмпирические коэффициенты, полученные опытным путем, не учитывают изменение типа отключаемой нагрузки. Это особенно актуально для сетей распределения электроэнергии, в некоторых разновидностях которых, тип нагрузки может быть изменяемым. Например, короткое замыкание на линии и перегрузка могут иметь радикально разные активные и реактивные составляющие. В качестве системы, которой в большей степени присущи подобные проблемы, может быть рассмотрена система электроснабжения ГУЛ «Энергохозяйства» г. Москвы, которая обеспечивает электроэнергией наземный электротранспорт.

Экспериментальные исследования данного явления, до недавнего времени, требовали использования оборудования больших габаритов и высокой стоимости и могли проводиться только в лабораторных условиях. Лабораторные исследования далеко не всегда позволяют учесть и воспроизвести все многообразие факторов, влияющих на процесс износа контактных поверхностей. Это обусловлено тем, что методы измерений, которые могут применяться в лабораторных условиях, зачастую не могут быть использованы при промышленной эксплуатации в силу высокой стоимости используемого оборудования или в силу ограничений вызванных особенностями эксплуатации. Например, по требованиям техники безопасности недопустимо шунтировать контакты при измерении напряжения на дуге. Как следствие, результаты эксперимента могут сильно отличаться от реального износа контактов отдельно взятого электрического аппарата.

Сложности, связанные с проведением экспериментов по определению энергии подведенной к контактам, определяются также тяжелыми температурными условиями, создаваемыми в контактном промежутке во время протекания дугового процесса.

Учитывая актуальность поставленной задачи и указанные выше проблемы, для определения оптимального режима эксплуатации необходимо найти:

1. способ, позволяющий в процессе эксплуатации определять износ контактных поверхностей мощной коммутационной аппаратуры постоянного тока, с медными контактами, работающими на открытом воздухе;

2. формулу износа контактных поверхностей, которая позволяет в широком диапазоне коммутируемых токов производить расчет степени износа контактных поверхностей;

3. способ обслуживания контактов мощной коммутационной аппаратуры в распределенных энергетических системах, оборудованных современными средствами телемеханики и локальной автоматики.

Для решения поставленной задачи были использованы следующие методы и подходы:

1. теория подобия и моделирования, в качестве инструмента для обработки экспериментальных данных и получения формулы для определения износа контактов;

2. корреляционный анализ для обработки данных, полученных предыдущими исследователями и оценки достоверности формулы износа;

3. метод дифференциального измерения сигнала для определения падения напряжения на контактах в процессе коммутации;

4. аппаратный метод компенсации нелинейности для повышения точности измерительного каскада с полной оптической развязкой;

5. принцип модульного построения системы для обеспечения защищенности контроллерной части датчика от воздействия высокого напряжения, упрощения его обслуживания и ремонта;

6. методы теории цепей для расчетов параметров входного каскада и проверки возможности его функционирования;

7. метод цифрового осциллографирования переходного процесса и сохранения полученных данных для дальнейшего анализа с применением уточненной формулы износа контактов;

8. методы тепловых расчетов в нестационарных нелинейных системах.

Появление на рынке высокотехнологичных электронных приборов, таких как недорогие, однокристальные микроконтроллеры, позволило создавать интеллектуальные устройства, способные в корне изменить подход к эксплуатации технологического оборудования. Появилась возможность индивидуального контроля состояния элементов системы и, в частности, мощной контактной коммутационной аппаратуры.

Интенсивное внедрение современных высокотехнологичных систем телекоммуникаций и средств автоматизации в области распределения электроэнергии предоставляет новые возможности для сбора и передачи информации, которую невозможно было получать ранее. Совместное использование возможностей однокристальных микроЭВМ и современных средств телекоммуникаций позволяет реализовывать новые решения в области эксплуатации отдельных частей сложных, распределенных систем.

Наличие информации о реальном состоянии силового оборудования позволит обслуживающему персоналу постоянно контролировать его состояние и оптимально осуществлять все действия связанные с его эксплуатацией. Анализ данных, накопленных в процессе эксплуатации, позволит своевременно осуществлять профилактический ремонт, наблюдать за степенью износа оборудования, выдавать рекомендации по применению соответствующего типа аппарата в определенном месте системы и, тем самым, улучшить условия эксплуатации и обслуживания системы в целом.

Если рассматривать коммутационный процесс в отдельно взятом электрическом аппарате, то он происходит при достаточно близких начальных условиях. Это обусловлено неизменностью материала контактов, дугогасительной системы, практически одинаковой скоростью расхождения контактов (привод в мощных воздушных выключателях изнашивается на порядок медленнее контактных поверхностей). Учитывая эти ограничения, которые определены реальной эксплуатацией оборудования, имеется возможность рассматривать процесс горения дуги как физическое явление, обладающее определенными закономерными свойствами. Как результат, появляется возможность использования уточненной, специальной формулы дугового износа контактов для каждого конкретного аппарата с учетом его индивидуальных особенностей.

Суть предлагаемой методики состоит в осциллографировании тока и напряжения в процессе коммутации, дальнейшей обработки сохраненных данных с помощью индивидуального контроллера, устанавливаемого на каждый линейный выключатель и передачи информации о состоянии в диспетчерский центр. Получение данных от оборудования, находящегося в реальной эксплуатации, а также использование алгоритма их обработки, основанного на уточненной формуле износа контактных поверхностей позволяет использовать полученную информацию для диагностики коммутационной аппаратуры в процессе работы и оптимизировать процедуру ее обслуживания.

Научная новизна диссертационной работы:

- предложена математическая модель, позволяющая оценить степень износа контактных поверхностей для коммутационного оборудования, работающего на постоянном токе;

- разработаны измерительные аппаратные и программные средства для проведения автоматизированного, натурного эксперимента на линейных выключателях, устанавливаемых на электрических тяговых подстанциях городского транспорта.

В первой главе работы содержится обзор известных исследований по эрозии сильноточных контактов, а также основные направления и этапы в развитии этой области исследований. Рассматриваются способы, предложенные для оценки эрозии контактов, а также экспериментально полученные зависимости эрозии от коммутируемого тока. Отмечено наличие огромного научного капитала в этой области знаний. Рассматривается возможность использования предложенных методов исследования для оценки износа контактов электрических аппаратов в процессе их эксплуатации.

Рассматриваются условия возникновения дугового износа, явления сопровождающие эрозию сильноточных контактов и процессы, протекающие в контактном промежутке во время размыкания контактов.

Во второй главе рассматривается баланс тепловых потерь в контактном промежутке и соотношение его с электрической мощностью, затраченной в процессе коммутации. Рассматриваются стадии размыкания контактов. Рассматриваются источники теплоты (поверхностный и объемный). Рассмотрено влияние потоков плазмы на контактные поверхности. Отмечено, что в реальном электрическом аппарате процессы теплообмена определяются его конструкцией, и, это позволяет принять отношение между суммарной энергией, выделяющейся в контактном промежутке и энергией, выделяющейся непосредственно на контактах, равной константе. Рассмотрены методики расчета нестационарных тепловых процессов, протекающих в материале контактов при воздействии поверхностного источника теплоты, возникающего в процессе горения дугового разряда.

В третьей главе анализируется подход к обработке данных эксперимента. Рассмотрены подходы к обработке данных, которые были использованы предыдущими исследователями. Предложен подход к построению модели, в качестве базовой теории для построения зависимости, определяющей износ контактов, была выбрана Теория Подобия и Моделирования (ТПМ). Проведен анализ, который определяет процесс горения дугового разряда как нелинейную систему. Приводится описание математической модели, используемой для оценки износа материала контактов. Рассматривается предложенная формула и приведен расчет, подтверждающий возможность ее использования в более широком диапазоне коммутируемых токов.

В четвертой главе приведено описание экспериментальной установки по определению износа контактных поверхностей. Определены функции, которые должны быть обеспечены созданным оборудованием. Рассмотрены способы измерения напряжения на контактном промежутке в момент коммутации. Приведено описание оригинальной схемы измерения напряжения на дуге.

Рассмотрена стыковка аналоговой и цифровой частей схемы датчика износа и способ измерения напряжения. Проанализированы вопросы, связанные с устойчивостью аналогового каскада. Дано описание реализации метода стабилизации, который был использован при проектировании аппаратной части датчика. Рассмотрены вопросы, связанные с измерением тока в процессе коммутации, с учетом специфических требований, предъявляемых ГУЛ «Энергохозяйства» г. Москвы. Приведено краткое описание стандартной ячейки линейного выключателя. Изложены требования, предъявляемые к измерителю тока. Рассмотрены варианты реализации датчика тока, проанализированы их преимущества и недостатки. На основании проведенного анализа был выбран способ измерения напряжения на константановом шунте с применением полной гальванической развязки, как по измеряемому сигналу, так и по питанию. Проанализированы типы интерфейсов, которые могут быть использованы для подключения микроконтроллерного ядра датчика к системе телемеханики. Выбран последовательный интерфейс с гальванической развязкой. Приведены данные по точности и эффективности устройства. Приведено описание программного обеспечения для обработки данных. В приложениях приведены тексты программ на языке С++ и cross-ассемблер для микроконтроллеров семейства МС68НС11, блок-схемы программного обеспечения, структурная схема датчика износа и аналогового измерительного каскада для измерения напряжения на контактном промежутке, а также схемы подключения датчика к системе телемеханики. В заключении диссертационной работы сформулированы основные результаты и выводы.

Выражаю свою глубокую признательность: научному руководителю к.т.н. Макарычеву Ю.М., к.т.н. Жаворонкову М.А., д.т.н. Розанову Ю.К., к.т.н. Стефанюку А.Р., коллективу кафедры «Электрических и Электронных Аппаратов» МЭИ (ТУ) за объективную оценку работы и критические замечания, исправление которых позволило глубже понять суть проблемы и природу происходящих процессов; коллективу НПП ВНИИЭМ за ценные замечания, консультации и поддержку; коллективам фирмы «Реалтайм» и ГУЛ

Энергохозяйства» г. Москвы, которые оказали неоценимую помощь в проведении установки датчика РИДЭК600МВ на электрической тяговой подстанции №5 ГУП «Энергохозяйства» г. Москвы; а также всем тем, кто помогал в работе над диссертацией.

Основные результаты и выводы диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Сделан вывод о том, что энергия, рассеиваемая в контактном промежутке, может быть использована в качестве параметра для оценки эрозии в контактном промежутке.

2. Предложена новая методика определения износа мощного контактного коммутационного оборудования, используемого в крупных системах распределения электроэнергии, оснащенных средствами телемеханики и автоматики.

3. Предложена уточненная формула для определения износа контактных поверхностей для электрических аппаратов с медными контактами, работающими в воздухе при атмосферном давлении. Показано, что предложенная формула дает более точный результат по сравнению с используемыми ранее зависимостями.

4. Использование интеллектуальных датчиков износа контактов в крупных системах распределения электроэнергии, оборудованных средствами телемеханики и локальной автоматики, позволяет снизить затраты на обслуживание силового оборудования системы и повысить ее надежность в целом. Это достигается благодаря наличию информации о текущем состоянии оборудования, что позволяет производить обслуживание контактной части электрических аппаратов именно тогда, когда в этом есть реальная необходимость.

5. Разработан датчик износа контактных поверхностей, на котором были проведены экспериментальные исследования, подтвердившие основные положения исследований и правильность принятых допущений. Датчик введен в опытную эксплуатацию на электрической тяговой подстанции №5 ГУП «Энергохозяйства» г. Москвы.

6. Разработанный датчик производит осциллографирование и запись параметров тока и напряжения в процессе коммутации с частотой 100 микросекунд. Таким образом, его можно использовать для проведения лабораторных исследований с целью анализа параметров процессов, происходящих в момент коммутации.

102

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Хольм Р. Электрические контакты -М.: Изд-во иностр. литературы, 1961464 с.

2. Wilson W.R. High current arc erosion of electric contact materials. //Trans. AIEE, 1955.-Vol. 74-P. 657-633.

3. Turner H.W., Turner C., Frey F. The relation between wear of copper contacts and arc current ERA Report, 1966 - Ref. 5119.

4. Gotland L., Badley H.W. Contacts burns. Note of burn areas on and mass of copper removed from the moving contact of an experimental axial blast circuit breaker.-ERA Report, 1946. Ref. G/T 190.

5. Электрическая эрозия сильноточных контактов и электродов / Буткевич Г.В., Белкин Г.С., Ведешенков Н.А., Жаворонков М.А.- М.: Энергия, 1978 256 с.

6. Брон О.Б., Сушков Л.К. Потоки плазмы в электрической дуге выключающих аппаратов Ленинград: Энергия, 1976 - 216с.

7. Rich J.A. Resistance heating in the are cathode spot zone. //J. Appl. Phys, 1961-Vol.32.-P. 1023-1027.

8. Mackeown S.S. The cathode drop of an electric arc. //Phys. Rev, 1929- Vol. 34-P. 611-614.

9. Белкин Г.С., Данилов M.E. Изменение энергии вводимой в электроды при горении дуги в вакууме. //Теплофизика высоких температур.- 1973-т. 11-№3- С. 598-601.

10. Лапшин В.А., Некрашевич И.Т. Катодное падение потенциала в дугах с различной макроструктурой катода. В кн.: Сильноточные электрические контакты и электроды - Киев: Изд-во АН УССР, 1972 - С. 14-18.

11. Таев И.С. Электрические аппараты. Общая теория. М.,: Энергия, 1977272 с.

12. Devautour J. Contribution a l'etude des interactions arc-electrodes. Influence de la structure metallurgique sur les macanismes d'erosion des appareils de coupure: Дис. . канд. техн. наук.- L'UNIVERSITE PARIS, 1992. 185 p.

13. Веников B.A. Теория подобия и моделирования М.: В.Ш., 1976 - 479 с.

14. Fechant L. Les contacts elecriques dans l'appareillage electromecanique de puissance // ВТ RGE- 1985.- №5. - P. 419 - 434.

15. Карслоу Г.С и Егер Д.К. Теплопроводность твердых тел. Пер. с англ. М.: Наука, 1964.-487 с.

16. Абрамов Н.Р. Расчет нагрева пластины, вызванного разрядом при токах молнии. -М.: РЖ ВИНИТИ Энергетика, 1985.- №3- реф. ЗЕ150.

17. Абрамов Н.Р., Кужекин И.П. Эрозия тонких пластин при дуговом разряде -М.: РЖ ВИНИТИ Сварка, 1985.-№6.-реф. 6.63.17.

18. Электрические и электронные аппараты / Под ред. Ю.К. Розанова. М.: Энергоатомиздат, 1998-758 с.

19. Гнеденко Б.В. Курс теории вероятности М.: Наука, 1969. - 416 с.

20. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники: В 3 т. М.: Мир, 1993 - 3 т.

21. Архангельский А.Я. Программирование в С++ Builder 4.-М.: Изд-во Бином, 1999.-928 с.

22. Рейсфорд К., Хендерсон К. Освой самостоятельно Borland С++ Builder-М.: Изд-во Бином, 1998.- 704 с.

23. Круглински Д. Основы VISUAL С++- М.: Microsoft Press (Русская редакция), 1997 660 с.

24. Рихтер Дж. Windows для профессионалов, программирование в Win32 API для Windows NT 3.5 и Windows 95 М.: Microsoft Press (Русская редакция), 1995,- 752 с.

25. Колемаев В.А., Староверов О.В., Турундаевский В.Б. Теория вероятностей и математическая статистика М.: В.Ш., 1991 - 400 с.

26. Мано К. Предложения для метода тестирования надежности и срока службы контактов // Публикации IEEE, 1995.

27. Тули М. Карманный справочник по электронике М.: Энергоатомиздат, 1993.- 176 с.

28. Елманова Н.З., Кошель С.П. Введение в Borland С++ Builder М.: Диалог -МИФИ, 1998.-256 с.

29. Елманова Н.З. Borland С++ Builder версия З.О.- Москва: Диалог МИФИ, 1998.-210 с.

30. Ведешенков Н.А. Исследование дугового износа материалов контактов в начальной фазе дуги отключения в аппаратах напряжением до 1000 В: Дис. . канд. техн. наук.-М., 1974.-208 с.

31. Разумихин М.А. Эрозионная устойчивость маломощных контактов. -М.: Энергия, 1964.-80 с.

32. Клярфельд Б.Н., Неретина А.Н. Анодная область в газовом разряде при низких давлениях // ЖТФ, I960 т. 30 - С. 186.

33. Ши К.Т., Детлефсен Р. Плотность теплового потока к анодам сильноточных дуг.- Труды Американского общества инженеров механиков, 1971.-№ 1.-С. 120-125.

34. Кулагин И.Д., Николаев А.В. Определение плотности тока в пятнах сварочной дуги // Тр. ин-та / Ин-т. металлургии им. Байкова 1958-Вып. З.-С. 250-255.

35. Рыкалин Н.Н. Расчеты тепловых процессов при сварке М: Машгиз, 1951.-296 с.

36. Детали и элементы радиолокационных станций./ Под ред. Брейтбарта М.: Советское радио, 1952-т. 1.-560 с.

37. Усов В.В., Займовский А.С. Проводниковые, реостатные и контактные материалы-М- JL: Госэнергоиздат, 1957 184 с.

38. Канцель B.C., Куракина Т.С., Потокин B.C. К вопросу о влиянии теплофизических параметров материала на эрозию электродов в сильноточном вакуумном разряде // ЖТФ, 1968 т. 28 - № 6 - С. 1074 -1077.

39. Никифоровский Н.Н. О дуговой эрозии главных контактов электрических аппаратов при коммутации больших токов. // Электричество 1966 —12.-С. 35-39.

40. Хренов К.К. Электрическая сварочная дуга М.: Машгиз, 1949.-204 с.

41. Побежимов Н.Ф., Чепиков А.Т. Исследование эрозии электродов при высоковольтных разрядах в жидкости. В кн.: Пробой диэлектриков и полупроводников - М.: Энергия, 1964 - С. 236 - 240.

42. Буткевич Г.В., Ведешенков Н.А., Жаворонков М. А. Испытания контактов сильноточных аппаратов. В кн.: Сильноточные электрические контакты и электроды - Киев: Изд-во АН УССР, 1972.- С. 228 - 240.

43. Белкин Г.С., Киселев В.Я. Эрозия электродов при сильноточных разрядах в разреженных средах и при атмосферном давлении. //Тр. ин-та / МЭИ-1965.- Вып. 64.- С. 261 269.

44. Зингерман А.С., Каплан Д.А. Зависимость электрической эрозии катода от длины разрядного канала. // ЖТФ, 1959.- т. 29.- № 7.- С. 877 880.

45. Лазаренко Б.Р. Лазаренко Н.И. Физика искрового способа обработки металлов. // ЦБТИ Миналсктротехпром СССР, 1962 75 с.

46. Зингерман А.С. Исследования процесса выброса металла при электрической эрозии. // Изв. вузов. Электромеханика, 1962.-№ 1- С. 99 -101.

47. Некрашевич И.Г., Бакуто И.Л., Мицкевич М. К. Зависимость некоторых эрозионных характеристик импульсного электрического разряда от его длительности. // ИФЖ, I960.-т. 3.- № 1.- С. 62 68.

48. Ставицкий Б.И. К вопросу об электрической эрозии токопроводящих материалов при искровых разрядах малой энергии и длительности. // Электронная обработка материалов 1969 - № 2 - С. 11-14.

49. Белкин Г.С. Методика приближенного расчета величины эрозии электродов в разрядниках для коммутирования больших импульсных токов. //Физика и химия обработки материалов 1974- № 1- С. 33 - 38.

50. Су га вара М. Испарение проволочных электродов под действием сильноточного дугового разряда на переменном токе. //Тр. ин-та / Ин-т. инженеров по электротехнике и радиоэлектронике.- 1967-т. 55-№ 7-С. 152- 154.

51. Игнатко В.П., Кухтиков В.А. Исследование эрозионных процессов в условиях сильноточной квазистационарной дуги. В кн.: Сильноточные электрические контакты и электроды. - Киев: Изд-во АН УССР, 1972-С. 28-36.

52. Игнатенко В.П., Кресанова А.П., Кухтиков В.А. и др. Эрозия электродов1. Л гв квазистационарной дуге атмосферного давления при токах 10 10 А.// II Международный симпозиум: Тез. докл. - Лодзь, 1973. С. 16-21.

53. Золотых Б.Н. Некоторые вопросы качественной теории электрической эрозии в импульсном разряде в жидкой диэлектрической среде. // Радиотехника и электроника, 1959.-т. 4.-№ 8 С. 1330 - 1334.

54. Золотых Б.Н. Физические основы электроискровой обработки металлов. -М.: Гостехиздат, 1953 75 с.

55. Золотых Б.Н. К вопросу о механизме электрической эрозии металлов в жидкой диэлектрической среде. // ЖТФ, 1959- т. 29- вып. 12- С. 1481 -1486.

56. Белкин Г.С. Испарение металла с электродов при импульсных токах. // ЖТФ, 1968.-№9.-с. 1545- 1551.

57. Райский С.М. Распространение паров материала электродов при искровом разряде. // ЖЭТФ, 1940.- т. 10.- С. 908 909.

58. Мандельштам СЛ., Райский С.М. О механизме электрической эрозии металлов. // Изв. АН СССР. Серия физическая, 1949 т. 13 - № 5 - С. 549 -565.

59. Суходрев Н.К. О возбуждении спектра в искровом разряде. Исследование по спектроскопии и люминесценции. // Тр. ин-та. / ФИАН, 1961- т. 15 С. 123- 177.

60. Столов A.JI. К вопросу о поступлении вещества в дуговой разряд. // ЖТФ, I960.-т. 30.- вып. 9.- С. 1061 1063.

61. Гермох В. Струи паров материалов электродов при кратковременном электрическом разряде с большой силой тока. // Чехословацкий физический журнал 1959 - № 9.- С. 221 - 230.

62. Султанов М.А., Киселевский Л.И. Исследование механизма эрозии электродов под действием сверхзвуковых факелов при импульсном разряде. // Теплофизика высоких температур. АН СССР, 1966 - т. 4 - № 3 - С. 375 -380.

63. Афанасьев И.В. Некоторые вопросы теории и расчета процесса электрической дуги. // Электроискровая обработка металлов. Труды ЦНИИЛэлектром.-М., 1963-С. 13.

64. Намитоков К.К. О вкладе парообразной и жидкой фаз в продуктах электрической эрозии металлов. //Украинский физический журнал 1962т. 7-№10.-С. 1136- 1147.

65. Белкин Г.С., Киселев В .Я. Эрозия электродов при сильноточных импульсных разрядах. //ЖТФ, 1966.- т. 36 № 2.- С. 384 - 389.

66. Белкин Г.С., Киселев В.Я. Влияние материала электродов на эрозию при сильных токах. //ЖТФ, 1967 т. 37.- Вып. 5.- С. 977 - 979.

67. Удрис Я.Я. Разбрызгивание капель катодным пятном ртутной дуги. // Тр. ин-та. / Исследования в области электрических разрядов. ВЭИ 1958 - Вып.63.-С. 107- 129.

68. Белкин Г.С. Методика расчета величины эрозии сильноточных контактов при воздействии электрической дуги. // Электричество.-1972.-№ 1- С. 6164.

69. Кесаев И.Г. Катодные процессы электрической дуги М.: Наука, 1968.- 244 с.

70. Крижанский С.М., Лерман М.И. Потоки тепла на электроды из столба дугового разряда высокого давления с учетом несимметрии тепловыделения. В кн.: Сильноточные электрические контакты и электроды. - Киев: Изд-во АН УССР.-1972. - С. 18-23.

71. Романенко И.Н. Приэлектродные падения напряжения и градиенты при импульсных разрядах. // Тр. ин-та. / МЭИ 1968. - Вып. 70. - С. 263 - 270.

72. Граков В. Е. Катодные падения дугового разряда на чистых металлах. //ЖТФ, 1967. т. 37.- № 2. - С. 396 - 404.

73. Бахарева И. Ф. Нелинейная неравновесная термодинамика Саратов: Изд-во Саратовского ун-та, 1976- 141 с.

74. Макарычев Ю.М., Рыжов С.Ю., Кирсанов А.В. Программирование микроконтроллеров Моторола на IBM/PC М.: Изд-во МЭИ, 1995 - 112 с.

75. Кирсанов А.В. Определение износа контактных поверхностей электрических аппаратов с использованием систем телемеханики.// Электричество 1998. - №12. - С.64-65.