Электрическая установка. Электрический аппарат. Длительный режим работы при постоянном тепловыделении, страница 2

У       - умеренный

УХЛ - умеренно-холодный

ХЛ    - холодный

Т       - тропический

М      - морской

О       - общеклиматический

XXX2 – обозначает категорию размещения аппарата.

1 – открытый воздух

2 – под навесом или в помещении с колебаниями температуры и влажности несущественно отличающимися от колебаний на открытом воздухе, но нет прямого воздействия солнечной радиации и осадков.

3 – закрытое помещение с естественной вентиляцией, но без кондиционировании.

4 – в помещении с искусственно регулируемым климатом.

5 – помещение с повышенной влажностью (например шахта)

XXX3 – обозначает группу пониженного давления.

а – высота над уровнем моря 0 – 2,4 км.

б – 2,4 – 3,5 км.

п – средний и дальний космос (давление 10-4 кПа.)

*3-й параметр необходим для того чтобы было возможно учесть ухудшение условий охлаждения аппарата при понижении давления.

5.  По режимам нагрева и охлаждения.

Тепловые процессы оказывают непосредственное влияние на работу электрического аппарата и режим его работы.

P – мощность тепловых потерь в аппарате

C – теплоемкость электрического аппарата

Θ – температура

kт – коэффициент теплоотдачи

S – площадь охлаждающей поверхности

τ – превышение температуры охлаждаемого аппарата над температурой окружающей среды

Длительный режим работы при постоянном тепловыделении (P=const)

τу – установившееся значение

τ0 – начальное значение

T – тепловая постоянная времени

При откл. аппарат успевает остыть

Характеризуется тем, что при вкл. аппарат не успевает нагреться до установившейся температуры, а за время откл. успевает остыть.

Перемежающийся режим работы.

Ток проходит в электрическом аппарате циклически меняясь, но не спадая до 0.

Через некоторое время процесс становится квазиустановившимся, т.е. соседние циклы приобретают одинаковую форму.

Лекция 2.

Повторно-кратковременный режим.

Аппарат выходит на квазиустановившийся режим.

Частным случаем перемежающегося режима является повторно-кратковременный режим, при котором Iр2=0. Поскольку Iр2=0 то τу2=0.

Повторно-кратковременный режим характеризуется продолжительностью включения (ПВ%)

Стандартные значения ПВ% : 15%, 25%, 40%, 60%.

Режим короткого замыкания (КЗ).

Режим КЗ – это частный случай кратковременного режима, когда температура частей аппарата значительно превышает установившуюся температуру при нормальном режиме работы.

t<0,1T  (1)

При КЗ аппараты подвергаются значительным термическим воздействиям, поэтому продолжительность этого режима всегда стремятся уменьшить до минимума.

Уравнение (1) выполняется для большинства электрических аппаратов и поэтому уравнение теплового баланса приобретает следующий вид:

 (2)

т.е. процесс нагрева происходит практически без отдачи тепла в окружающую среду.

Хотя за время КЗ температура может существенно превысить температуру в продолжительном режиме, из-за малого времени режима КЗ существенного старения изоляции не происходит, тем не менее существуют ограничения, которые определяют температуру размягчения материала токоведущих частей.

Для неизолированной меди 300°С, алюминия – 200°С, с органической изоляцией – 250°С.

Для оценки способности выдерживать режим КЗ используют понятие термической стойкости.

Термическая стойкость – это способность выдерживать без повреждений, препятствующих дальнейшей работе аппарата, нагрев от протекающих токов заданной длительности.

Количественной характеристикой термической стойкости является ток термической стойкости протекающий в течении определенного промежутка времени.

Стандартные времена КЗ 1, 5, 10с.

Из уравнения (2) следует, что для увеличения температуры на Δθ

Тепловыделение должно быть постоянно.

Т.к. P~I2, учитывая что тепловые отдачи пропорциональны I2, то можно записать:

I21кз1= I21кз5= I21кз10

Для расчетов режима КЗ часто используют интеграл Джоуля:

интеграл Джоуля – это величина пропорциональная квадрату нагрева(пропорциональна величины выделенной энергии за время t)


Классификация по элементной базе.

Электромеханические аппараты.