ДОСЛІДЖЕННЯ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНИХ ПРОЦЕСІВ У ВИМИКАЧІ НАДВИСОКОЇ НАПРУГИ

Анотація

У праці здійснено аналіз наукових публікацій, які стосуються дослідження електромеханічних перехідних процесів у вимикачах високої та надвисокої напруги. Аналіз показав, що здебільшого дослідження комутаційних перехідних процесів в електротехнічних системах пересилання енергії здійснюють без урахування впливу на них електромеханічних процесів під час роботи механізмів переміщення контактів вимикачів, незважаючи на те, що швидкість їх перебігу співмірна зі швидкістю перебігу електромагнетних про­цесів. Здійснено постановку проблеми, сформульовано мету та обґрунтовано науково-практичну потребу ство­рення ефективних, достатньо адекватних і відносно простих моделей вимикачів для дослідження комутаційних процесів в електротехнічних системах пересилання енергії. У роботі основний акцент поставлено на розробку математичної моделі механізму переміщення контактів вимикача, а дугові процеси, згідно з теорією Майра, зек­вівалентовано активним опором, який змінюється за експоненціальним законом залежно від відстані між контактами. Математичну модель механізму переміщення контактів вимикача надвисокої напруги побудовано на основі підходів аналітичної механіки. Розроблену математичну модель вимикача інтегровано у фрагмент електротехнічної системи пересилання енергії. На основі узагальненого міждисциплінарного (інтердисциплі­нарного) методу математичного моделювання, який ґрунтується на модифікації інтегрального варіаційного принципу Гамільтона – Остроградського, одержано рівняння електромагнетного та електромеханічного стану досліджуваної системи. Представлено результати комп’ютерної симуляції часового розподілу функціональних залежностей струму через вимикач, напруги між контактами вимикача та переміщення контактів у вигляді ри­сунків, що аналізуються. Підтверджено, що розвиток міждисциплінарних методів дослідження дає змогу, вихо­дячи з єдиного енергетичного підходу, будувати ефективні та адекватні математичні моделі динамічних систем різної фізичної природи, що істотно розширює дослідницькі можливості евентуального користувача.