Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


“епловой расчет электрических сетей




“епловой расчет электрических сетей представл€ет значительные трудности в силу сложности аналитического учета теплоотдачи в окружающую среду.

¬се тепловые расчеты проводов в конечном счете свод€тс€ к нахождению допустимого тока, исход€ из допустимой температуры, определ€емой теплостойкостью изол€ции. Ќо не всегда просто аналитически учесть все факторы, вли€ющие на допустимую плотность тока, главными из которых €вл€ютс€ тип, сечение, режим работы, способ монтажа и условие охлаждени€ провода, вид примен€емой защиты, высота и скорость полета самолета и т. д.

ѕриведем конечные выражени€ температуры и допустимой плотности тока j доп провода в зависимости от его режима работы, конструкции и способа прокладки, высоты полета и других факторов.

ѕри длительном режиме работы при условии k = const, легко найти закон нагрева провода:

Τ = τmax(1-exp(- t/ τ)) + τ0exp(- t/ τ),

τmax = I 2 R/kH; T = cG пр/ kH,

где τ Ц посто€нна€ нагрева провода;

τmах Ц установившийс€ (максимальный) перегрев;

τ0 Ц начальный перегрев провода;

t Ц врем€.

ƒопустимый ток нагрузки при длительном режиме находитс€

 

(4.9)

 

ќтсюда следует, что допустимый ток зависит от сечени€ провода S, рода изол€ции τдоп, материала провода ρ, высоты полета Ќ и условий охлаждени€ ( λ, γ,μ).

Ќа рис. 4.3 представлены зависимости I доп = f (H) при различных сечени€х проводов марки Ѕѕ¬Ћ.

»з графиков следует, что до высоты 11 кмдопустимый ток возрастает с увеличением высоты, что объ€сн€етс€ возрастанием теплоотдачи за счет увеличени€ перепада температур τ между проводом и окружающей средой, превалирующего над снижением плотности воздуха γ.

— высоты 11 до 24 кмвследствие того, что перепад температур остаетс€ посто€нным (τ = const), а плотность воздуха продолжает уменьшатьс€, допустимый ток уменьшаетс€.

–ис. 4.3. «ависимость допустимого тока нагрузки I доп при длительном режиме при разных сечени€х S провода от высоты полета H

 

»з семейства кривых I доп= f (H)при разных S вытекает, что провода, предназначенные дл€ работы на высотах до 24 км, могут рассчитыватьс€ по наземным нормам нагрузок, а при больших высотах допустима€ плотность тока должна дополнительно рассчитыватьс€ по уравнению (4.9).

јппроксимаци€ этих кривых с точностью не менее 2,5 % приводит к более простой формуле допустимого тока дл€ провода с токоведущей жилой из материала с удельным сопротивлением ρ

, (4.10)

где S Ц сечение провода в мм2.

ћожно аппроксимацию выполнить и в другом виде, более удобном дл€ определени€ сечени€ по заданному току нагрузки

. (4.11)

Ќа основании формулы (4.11) составл€етс€ таблица норм нагрузок дл€ самолетных электропроводов. »з таблицывидно, что с уменьшением сечени€ провода S увеличиваетс€ допустима€ плотность тока I доп.

‘изически это объ€сн€етс€ тем, что поверхность провода с уменьшением сечени€ уменьшаетс€ пропорционально диаметру, в то врем€ как сечение уменьшаетс€ пропорционально квадрату диаметра.

¬ результате с уменьшением сечени€ увеличиваетс€ поверхность провода, приход€ща€с€ на единицу поперечного сечени€ провода, т.е. улучшаютс€ услови€ охлаждени€, и поэтому увеличиваетс€ допустима€ плотность тока

.

Ќа рис. 4.4 представлена зависимость допустимой плотности тока при длительном режиме от сечени€ провода. Ёто важное свойство позвол€ет в р€де случаев уменьшить вес проводов при заданном токе нагрузки.

ƒопустима€ плотность тока дл€ кратковременного (повторно-кратковременного) режима определ€етс€ по формуле

J кр(п.кр) = βкр(п.кр) j доп,

где j доп Ц допустима€ плотность тока при длительном режиме,

βкр(п.кр) Ц коэффициент токовой перегрузки кратковременного (повторно-кратковременного) режима.

 

–ис. 4.4. «ависимость плотности тока j при длительном режиме

от диаметра провода d

 

‘изически коэффициент токовой перегрузки кратковременного (повторно-кратковременного) режима представл€ет отношение тока кратковременного режима (повторно-кратковременного) к тому току длительного режима, который создает один и тот же допустимый перегрев.

 оэффициент токовой перегрузки дл€ кратковременного режима

.

 

≈сли врем€ работы провода tp значительно меньше посто€нной времени нагрева “ (tp<T), то уравнение запишетс€:

.

ƒл€ повторно-кратковременного режима βп.кр определ€етс€:

.

≈сли врем€ работы tp и врем€ отдыха ta значительно меньше посто€нной времени нагрева (t р< T, t 0< T), то уравнение запишетс€:

.

—ледует заметить, что при кратковременном режиме в случае tp<“ допустима€ плотность тока из уравнений представл€етс€ в следующем виде:

.

Ќа рис. 4.4 дана зависимость допустимой плотности тока при кратковременном режиме от времени работы при tр<T.

–ис. 4.4. «ависимость плотности тока j при кратковременном режиме

от времени работы t в случае t p ЂT

 

ƒл€ проводов Ѕѕ¬Ћ с = 0,372 ƒж/г ∞—,γ = 8,9 г/см3, ќмЈсм, доп = 70 ∞—; тогда при tp в секундах имеем

ј/мм2 .

¬се указанные выше формулы справедливы, строго говор€, дл€ оголенных (однородных) проводов. ƒл€ изолированного провода с п сло€ми изол€ции допустимую плотность тока в длительном режиме можно подсчитать по формуле

,

где d Ц диаметр токоведущей жилы (d = Di);

D Ц наружный диаметр провода (D = D n+1);

Di Ц внутренний диаметр i -го сло€ изол€ции, счита€ от жилы провода;

λ i Ц теплопроводность i -го сло€ изол€ции.

ѕри одном слое изол€ции (n = 1) допустима€ плотность тока

.

¬ведем пон€тие термического сопротивлени€ провода, характеризующего тепловые потери:

.

ѕолное термическое сопротивление провода слагаетс€ из термического сопротивлени€ изол€ции и термического сопротивлени€ теплоотдачи в окружающую среду от поверхности провода 1/kD. Ќетрудно видеть, что при увеличении толщины изол€ции (d = const, Di = vаr) увеличиваетс€ термическое сопротивление изол€ции и уменьшаетс€ термическое сопротивление теплоотдачи. «начит, имеетс€ критический диаметр DK p, при котором имеет место минимальное термическое сопротивление провода Rt min, a следовательно, и максимальна€ теплоотдача Q pac max.

ѕри однослойной изол€ции (п=1), продифференцировав уравнение по внешнему диаметру и оставив посто€нным диаметр токоведущей жилы, находим критический диаметр: D кр=2λ/ k.

ѕодсчеты показывают, что дл€ авиационных изолированных проводов термическое сопротивление несколько меньше, чем дл€ оголенных проводов. ќтсюда все выводы, сделанные дл€ оголенных проводов, справедливы дл€ изолированных проводов.

≈сли расчет на нагрев одиночных проводов рассмотрен в р€де известных работ, то вопросы расчета проводов в жгуте требуют дальнейших исследований.

ќпуска€ сложные выводы, конечное выражение дл€ определени€ допустимой плотности тока в проводе, проложенного в жгуте, имеет вид

где т=n 3 /no Ц коэффициент загрузки жгута;

n 0 Ц общее число проводов в жгуте;

п 3Ц количество загруженных током проводов;

S Ц сечение провода (среднеарифметическое);

D ж Ц наружный диаметр жгута;

λиз Ц коэффициент теплопроводности изол€ции провода;

γ Ц удельна€ проводимость токоведущей жилы провода;

k Ц коэффициент теплоотдачи с поверхности жгута;

τдоп Ц допустимый перегрев жгута, определ€емый классом изол€ции.

ѕо аналогии уравнени€ можно найти критический диаметр жгута:

.

—оотношени€ указывают пути формировани€ жгутов, при которых имеет место максимальна€ загрузка проводов в жгуте.

ƒопустимый ток нагрузки в проводе жгута зависит от типа жгута (D ж, п 0, S, λиз, доп), условий охлаждени€ (k) и от коэффициента загрузки жгута.

¬ практической работе сечени€ проводов по допустимому нагреву рекомендуетс€ выбирать предварительно по стандартным таблицам норм нагрузок и приближенным формулам и окончательную проверку выполн€ть по точным аналитическим выражени€м, изложенным в данной работе.





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-11-05; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 726 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

—тудент может не знать в двух случа€х: не знал, или забыл. © Ќеизвестно
==> читать все изречени€...

1838 - | 1440 -


© 2015-2024 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.012 с.