Поиск по сайту
Начало >> Книги >> Архивы >> Основы теории электрических аппаратов

Процессы нагревания электрических аппаратов - Основы теории электрических аппаратов

Оглавление
Основы теории электрических аппаратов
Процессы нагревания электрических аппаратов
Нагревание проводников переменным током
Отвод тепла от нагретых тел
Конвекция
Теплоотвод при вынужденном движении жидкости
Теплопередача через жидкостные прослойки
Моделирование нагревания аппаратов, нагревание нетоковедущих частей аппаратов
Нагревание катушек электрических аппаратов
Понятие о термической устойчивости аппаратов
Нагревание контактов
Сваривание контактов
Износостойкость контактов
Неразмыкаемые контактные соединения
Нагревание неразмыкаемых контактных соединении при коротких замыканиях
Водяное охлаждение контактов
Сведения о физических характеристиках электрической дуги
Процессы на электродах дуги
Процессы ионизации в стволе дуги
Энергетический баланс дуги
Дуга переменного тока
Способы гашения дуги постоянного тока в аппаратах низкого напряжения
Гашение дуги в аппаратах постоянного тока высокого напряжения
Гашение дуги в выключателях переменного тока
Отключение малых индуктивных и емкостных токов в выключателях переменного тока
Отключение высокочастотных цепей в выключателях переменного тока
Применение дуги в автоматах гашения поля
Гашение дуги в выключателях переменного токая
Изоляция аппаратов высокого напряжения
Конструктивные промежутки изоляции аппаратов высокого напряжения
Бумажно-масляная изоляция
Основные типы изоляторов
Сухоразрядное напряжение изоляторов
Применение экранов в изоляции
Мокроразрядное напряжение изоляторов
Работа изоляции в районах с загрязненной атмосферой
Литература

ПРОЦЕССЫ НАГРЕВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

§ 1.1. ОСНОВНОЙ ЗАКОН НАГРЕВАНИЯ ПРОВОДНИКОВ

В 1841 г. английский ученый Джоуль установил на основании своих опытов закон выделения тепла при прохождении электрического тока по проводнику. В 1842 г. русский ученый академик Эмилий Христианович Ленц провел аналогичные опыты с особенной тщательностью » доложил о них в Академии наук. Результаты своих опытов Лени сформулировал в виде следующих двух положений:
нагревание проволоки гальваническим током пропорционально сопротивлению проволоки;
нагревание проволоки гальваническим током пропорционально квадрату служащего для нагревания тока.
Эти положения остаются верными и в настоящее время, но, конечно, прогресс техники внес в них некоторые дополнения и уточнения. Математически положения Ленца можно выразить формулой Q — сl2R, а если учесть еще время и выразить все величины в единицах системы СИ, то получим формулу
dW = I2Rdt. (1.1)
Б случае переменного тока под I следует подразумевать действующее значение тока.
При неустановившемся режиме нагревания проводников уравнение (1.1) следует представить в дифференциальной форме
(1.2)
Если в процессе нагревания изменяется ток или ток и сопротивление, то (1.2) следует представить в виде
(1.3)
При расчетах нагревания электрических аппаратов ток обычно задан. Величина же сопротивления должна быть выбрана так, чтобы нагревание аппарата не вышло за допустимые пределы. При этом следует иметь в виду, что нагревание аппарата определяется не только его током и сопротивлением, но также и возможным присутствием иных источников тепла.
Сопротивление однородного проводника определяется формулой R =k0 pl/q. Здесь k0— коэффициент поверхностного эффекта и эффекта близости при переменном токе; р — удельное сопротивление проводника, ом-см; l — его длина, см; q — его поперечное сечение, см2.

Рис. 1.1. Влияние примесей к проводниковой меди на ее удельное сопротивление

Коэффициент k0 при постоянном токе равен единице, а при переменном токе, как правило, k0 > 1. Удельное сопротивление проводника р зависит от материала проводника и наличия в нем примесей. Кроме того, р зависит от температуры.

§ 1.2. УДЕЛЬНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ПРОВОДНИКОВ

В качестве проводниковых материалов в электрических аппаратах применяются главным образом медь и ее сплавы, в меньшей мере — алюминий, а также — серебро, сталь и сплавы высокого сопротивления. Совершенно чистые металлы имеют меньшее удельное сопротивление, чем металлы, содержащие примеси. Примесь таких металлов, как кремний и железо, даже в количестве 0,1 —0,2 % повышает удельное сопротивление меди в 1,5—2,0 раза. Это видно из рис. 1.1.
При обычных рабочих температурах проводниковых металлов (<300° С) можно ограничиться двумя первыми членами этого ряда. Только для стали необходимо учитывать также третий член ряда.
Зависимость удельного сопротивления меди от температуры:

Легко рассчитать, что неучет третьего члена ряда при 300° С дает ошибку в 1,6%.
Для стали имеем

Уже при 60° неучет третьего члена дает ошибку в 2,5 %.



 
« Основные направления развития низковольтного аппаратостроения   Охлаждающие устройства масляных трансформаторов »
Карта сайта + все метки | Контакты
© Электроэнергетика При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна.