Залежність питомої теплоємності від температури можна виразити рівнянням
Залежність питомої теплоємності від температури можна виразити рівнянням - раздел Образование, Конспект лекцій ЕЛЕКТРИЧНІ АПАРАТИ
Де С0...
де с0 — питома теплоємність при 0°С;
b — температурний коефіцієнт теплоємності.
Виразимо масу М через щільність γ, переріз q і довжину провідника l:
Після підстановки і спрощення матимемо:
Зробимо інтегрування правої і лівої частин рівняння :
де tкз—тривалість короткого замикання;
qн—температура провідника до початку короткого замикання (звичайно при протіканні тривалого номінального струму);
qкз — температура провідника при короткому замиканні до моменту часу tкз.
Припустимо, що струм I не змінюється за своїм діючим значенням. Надалі буде показано, що отримані формули можуть бути використані й у випадку, коли діюче значення I змінюється.
У результаті інтегрування одержимо:
де d — щільність струму;
Aqкз і Aqн — значення інтеграла правої частини при верхньому (qкз) і нижньому (qН) межах інтегрування.
q— переріз провідника.
З метою спрощення розрахунків побудовані криві q= f(Aq) для різних матеріалів (рис. 28). За допомогою цих кривих легко зробити розрахунок на термічну стійкість апарата.
Відповідно до властивостей провідника й ізоляції вибирається припустима температура при короткому замиканні qкз і номінальному струмі qн. За допомогою кривих на рис. 28 знаходимо Aqкз і Aqн, що відповідають температурам qкз і qн. Знаючи d2t, можна при даних t і I визначити переріз провідника qабо при відомих t і qзнайти припустимий струм короткого замикання. Якщо відомий припустимий струм I1 при часі tкз1, то припустимий струм при часі tкз2 дорівнює:
Рис. 28 – Криві для визначення температури провідників при проходженні струму короткого замикання.
Рівняння не враховує тепловіддачу в навколишнє середовище, тому ним можна користуватися при часі не більше 10 с.
Якщо використовується матеріал, для якого немає кривих, аналогічних рис. 28, то при b<<a розрахунок термічної стійкості роблять за допомогою рівняння
b — температурний коефіцієнт теплоємності;
α—температурний коефіцієнт опору матеріалу;
Фізичні сталі провідникових матеріалів, що широко застосовуються в апаратах, наведені в [1-3].
При короткому замиканні поблизу генератора через перехідні процеси величина змінної складової струму, що протікає через апарат, змінюється. У цьому разі розрахунок термічної стійкості ведуть по усталеному струму короткого замикання I¥.
Час проходження сталого струму I¥. приймається рівним фіктивному часу tф.
Фіктивний час tф — це час, при якому тепло, що виділяється при проходженні сталого струму I¥., дорівнює теплу, що виділяється при проходженні реального струму за реальний час протікання.
Фіктивний час для періодичної складової струму короткого замикання tф.пер. знаходять за допомогою кривих рис. 29. Для даного генератора визначають b"=I"/I¥. (I"— діюче значення надперехідного струму) і, знаючи дійсний час проходження струму tкз = t і b", знаходять tф.пер..
Фіктивний час для аперіодичної складової струму може бути знайдений за спрощеною формулою з [1-8]:
Фіктивний час
Рис. 29 – До розрахунку фіктивного часу tф = f (b , t)
ЗАГАЛЬНЕ ВИЗНАЧЕННЯ
Електричний апарат — це електротехнічний пристрій, що використовується для включення і відключення електричних ланцюгів, контролю, виміру, захисту, керування і регулювання у
І. Основною є класифікація за призначенням.
Залежно від призначення апарати можна розділити на такі великі групи.
1. Комутаційні апарати розподільних пристроїв. Ці апарати служать для вмикання і вимикання еле
КЛАСИФІКАЦІЯ ЕЛЕКТРИЧНИХ УСТАНОВОК
Кліматичні особливості роботи електричних апаратів треба співвідносити з категоріями електричних установок.
1. Відкриті чи зовнішні електричні установки – це електр
ВИМОГИ ДО ЕЛЕКТРИЧНИХ АПАРАТІВ
Перш ніж перейти до розгляду вимог до електричних апаратів, визначимо режими роботи електротехнічних пристроїв. Можна виділити:
Номінальний режим роботи – це такий
ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ
При короткому замиканні в мережі через струмоведучу частину апарата можуть проходити струми, які в десятки разів перевищують номінальний. Ці струми, взаємодіючи з магнітним полем, створюють електро
СИЛИ МІЖ ПАРАЛЕЛЬНИМИ ПРОВІДНИКАМИ
Розглянемо спочатку завдання для нескінченно тонких провідників кінцевої довжини (рис. 4). У цьому випадку легко аналітично знайти індукцію в будь-якій точці простору. Тому для визначення сили скор
СИЛИ Й МОМЕНТИ, ЩО ДІЮТЬ НА ПЕРЕМИЧКУ
В електричних апаратах часто зустрічається розташування частин струмоведучого контуру під прямим кутом (рис. 6, а). Для спрощення завдання при розрахунку вважаємо, що струм тече по геометричній осі
СИЛИ, ЩО ДІЮТЬ У ВИТКУ, КОТУШЦІ Й МІЖ КОТУШКАМИ
а) Розрахунок Е.Д.З. у витку. Розглянемо розрахунок сили в круговому витку (рис. 7). ІндуктивністьL такого витка з точністю до 1% (за умови, що r/R<0,25) виража
ЕЛЕКТРОДИНАМІЧНІ ЗУСИЛЛЯ ЗА НАЯВНОСТІ ФЕРОМАГНІТНИХ ЧАСТИН
Розглянемо провідник зі струмом поблизу феромагнітної стінки з нескінченною магнітною проникністю. При наближенні провідника до стінки магнітна провідність, а отже, і потік збільшуються, оскільки с
ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ
При роботі апарата в його струмоведучому ланцюзі, ізоляції і деталях конструкції виникають втрати електричної енергії, що перетворюються в тепло.
Теплова енергія частково витрачається на п
АКТИВНІ ВТРАТИ ЕНЕРГІЇ В АПАРАТАХ
а) Втрати в струмоведучих частинах. В апаратах постійного струму нагрів відбувається тільки за рахунок втрат в активному опорі струмоведучого ланцюга.
Енергія, що
І З ЇХНЬОЇ ПОВЕРХНІ
Розрізняють три види теплообміну: теплопровідність, конвекція і теплове випромінювання.
а) Теплопровідність. Теплопровідністю назива
СТАЛИЙ ПРОЦЕС НАГРІВАННЯ
Процес нагрівання вважається сталим, якщо з часом температура апарата і його частин не змінюється (зрозуміло, при дотриманні сталості умов віддачі тепла в навколишній прості
НАГРІВАННЯ АПАРАТІВ У ПЕРЕХІДНИХ РЕЖИМАХ
а) Перехідний процес при нагріванні й охолодженні. Після включення апарата температура його елементів не відразу досягає ст
НАГРІВАННЯ АПАРАТА ПРИ КОРОТКОМУ ЗАМИКАННІ
У реальних установках струми короткого замикання в 10—20 разів можуть перевищувати струми тривалого режиму. Для зменшення температури провідників при короткому замиканні, полегшення струмоведучих ч
РОБОТА КОНТАКТНИХ СИСТЕМ В УМОВАХ КОРОТКОГО ЗАМИКАННЯ
При коротких замиканнях виникають досить важкі умови роботи як для контактів, що не розмикаються, так і для комутуючих контактів.
У контактних з'єднаннях, що не розмикаються, слабким місце
ЕЛЕКТРОДИНАМІЧНІ СИЛИ В КОНТАКТАХ І СПОСОБИ ЇХ КОМПЕНСАЦІЇ
Контакт (рис.46, а) може бути представлений як провідник змінного перерізу. У місці звуження ліній струму виникають подовжні електродинамічні сили, що прагнуть розімкнути контакти. Для одноточкових
ЕЛЕКТРОДИНАМІЧНІ СИЛИ В КОНТАКТАХ І СПОСОБИ ЇХ КОМПЕНСАЦІЇ
Контакт (рис.46, а) може бути представлений як провідник змінного перерізу. У місці звуження ліній струму виникають подовжні електродинамічні сили, що прагнуть розімкнути контакти. Для одноточкових
Список ЛІТЕРАТУРи
1. Чунихин А.А. Электрические аппараты. Общий курс: Учебник для вузов. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 720 с.
2. Родштейн Л.А. Электрические аппа
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов