Изучение процесса нагрева и выбора проводников при длитель­ном протекании тока

Нагрев проводников при протекании тока

1. Цель работы

Изучение процесса нагрева и выбора проводников при длитель­ном протекании тока.

2. Теоретические сведения

2.1. Общие условия работы и выбора проводников При выборе токоведущих частей необходимо обеспечить выполне­ние ряда требований ,вытекающих из условий работы. Проводники должны:

1) удовлетворять требованиям экономичности установки;

2) длительно проводить рабочие токи без чрезмерного превышения температуры;

3) противостоять кратковременному термическому и электродина­мическому действию токов короткого замыкания;

4) выдерживать механические нагрузки, создаваемые собственной массой и массой связанных с  ними аппаратов, а также усилия, возникаю­щие в результате атмосферных воздействий; это требование учитывается при механическом расчете ЛЭП и распредустройств.

В процессе работы электрических аппаратов и проводчиков проис­ходит их нагрев, что является следствием потерь мощности в них.

Различают два основных режима нагрева токоведущих частей: длительный нагрев рабочим током; этот режим характеризуется тепловым равновесием; в нем проводник приобретает определенную (установившуюся) температуру;

- кратковременный нагрев током короткого замыкания; в этом ре­жиме температура проводника непрерывно растет, так как теплоты выда­ется во много раз больше, чем в нормальном режиме, она не успевает охладиться и тепловое равновесие не устанавливается.

При выборе проводников и токоведущих частей по условиям нагрева необходимо убедиться, что ни в рабочем, ни в режиме короткого за­мыкания температура проводника не превысит допустимой. Допустимые те­мпературы в каждом из этих режимов различны и определяются следующи­ми требованиями:

1) обеспечение экономически целесообразного срока службы изоляции;

2) обеспечение надежной и работы контактной системы;

              3) не допускать заметного ухудшения механических свойств металла токоведущих частей;

4) не допускать разрушения изоляции.

При длительной работе допускаемая температура определяется первым и вторым требованиями, при к.з. - третьим и четвертым требо­ваниями.

2.2. Нагрев проводников в рабочем режиме При выборе проводников различают токи присоединений нормаль­ного и утяжеленного режимов.

В утяжеленном режиме рабочие токи присоединений могут замет­но превышать токи в нормальном режиме. По рабочему току утяжеленно­го режима определяют сечение проводников, соответствующее наибольшей допускаемой температуре в продолжительном режиме.

Для изолированных проводников и частей аппаратов, машин дли­тельные допускаемые температуры определяются видом изоляции. При на­греве изолированного проводника передача тепла в окружающую среду происходит через изоляцию, поэтому при одном и том же токе температу­ра изолированного проводника будет выше, чем неизолированного провод­ника того же сечения.

Рис. 1 Электрическая схема для исследования нагрева проводников