Опишите законы нагревания и охлаждения проводов.
Все проводники при прохождении по ним электрического тока нагреваются и отдают тепло окружающей среде (воздуху, жидкости, твердому телу). Температура проводника будет повышаться до тех пор, пока количество тепла, получаемое проводником, не станет равным количеству тепла, отдаваемому проводником окружающей среде. При этом температура достигнет установившегося значения.
Температура нагрева проводника зависит от величины тока в проводнике, сечения и материала проводника и условий охлаждения. Температура нагрева проводника не зависит от его длины, так как чем больше длина, тем больше поверхность охлаждения.
Если выбрать проводник из какого-либо материала и поместить его в определенные условия охлаждения, то нагрев такого проводника током будет тем больше, чем больше плотность тока в самом проводнике.
В целях экономии проводникового материала желательно, чтобы проводник был нагружен наибольшим током. Но для каждого проводника существует температура, выше которой проводник нельзя нагревать по целому ряду причин, в первую очередь по условиям теплостойкости изоляции. Так, например, проводники, имеющие в качестве изоляции резину, в целях предохранения изоляции от порчи не должны нагреваться выше 65°, а проводники с бумажной изоляцией — свыше 80°.
Приведем таблице ниже для выбора сечения проводов по длительно допустимой нагрузке на открыто проложенные изолированные шнуры, провода и кабели с медными токопроводящими жилами с резиновой или полихлорвиниловой изоляцией при температуре окружающей среды +25°С и допустимой температуре нагрева + 55° С.
|
|
|
| Сечение жилы, мм2 | Ток, А | Сечение жилы, мм2 | Ток, А |
| 0,5 | 11 | 16 | 100 |
| 0,75 | 15 | 25 | 140 |
| 1 | 17 | 35 | 170 |
| 1,5 | 23 | 50 | 215 |
| 2,5 | 30 | 70 | 270 |
| 4 | 41 | 95 | 330 |
| 6 | 50 | 120 | 385 |
| 10 | 80 |
Выбор сечений проводов, кабелей и шин производят по наибольшему длительно допустимому току нагрузки (по условиям нагрева) и проверяют по потере напряжения.
Выбор сечения по току производят по таблицам, приведенным в «Правилах устройств электротехнических установок» (ПУЭ), которыми надлежит руководствоваться при проектировании, монтаже и эксплуатации электрооборудования.
Для того чтобы в условиях эксплуатации обеспечить определенную величину напряжения у потребителей, надо ограничить допустимую величину потери напряжения в проводах и кабелях, по которым энергия передается потребителям.
Уменьшение напряжения у потребителя ниже номинального приводит к уменьшению освещенности на рабочих местах, а также к уменьшению вращающего момента двигателей. Допустимая потеря напряжения для осветительных сетей внутренней проводки составляет не более 2,5%, в силовых сетях от питательного пункта до приемника —5 —10%.
|
|
|
Однако не всегда нагрев проводника является нежелательным. Тепловые действия электрического тока имеют разнообразное практическое применение, и тепло, выделяемое током, проходящим по проводнику, часто стараются получить в большом количестве.
Активное сопротивление обуславливает нагрев проводов (тепловые потери) и зависит от материала токоведущих проводников и их сечения. Для линий с проводами небольшого сечения, выполненных цветным металлом (алюминий, медь), активное сопротивление принимают равным омическому (сопротивлению постоянному току), поскольку проявление поверхностного эффекта при промышленных частотах 50—60 Гц незаметно (около 1 %). Для проводов большого сечения (500 мм2 и более) явление поверхностного эффекта при промышленных частотах значительно.
Активное погонное сопротивление линии определяется по формуле, Ом/км,
где 
— удельное активное сопротивление материала провода, Оммм2/км;
— сечение фазного провода (жилы), мм2. Для технического алюминия в зависимости от его марки можно принять =29,5—31,5 Ом • мм 2/км, для меди = 18,0—
|
|
|
19,0 Оммм2/км.
Активное сопротивление не остается постоянным. Оно зависит от температуры провода, которая определяется температурой окружающего воздуха (среды), скоростью ветра и значением проходящего по проводу тока.
Омическое сопротивление упрощенно можно трактовать как препятствие направленному движению зарядов узлов кристаллической решетки материала проводника, совершающих колебательные движения около равновесного состояния. Интенсивность колебаний и, соответственно, омическое сопротивление возрастают с ростом температуры проводника.
Зависимость активного сопротивления от температуры провода t определяется в виде
где 
— нормативное значение сопротивления 
, при температуре проводника t =20°C; 
— температурный коэффициент электрического сопротивления, Ом/град (для медных, алюминиевых и сталеалюминевых проводов = 0,00403, для стальных = 0,00455).
Трудность уточнения активного сопротивления линий по вышеприведенной формуле заключается в том, что температура провода, зависящая от токовой нагрузки и интенсивности охлаждения, может заметно превышать температуру окружающей среды. Необходимость такого уточнения может возникнуть при расчете сезонных электрических
|
|
|
режимов.
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 302; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!