ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Нагрев электрическим током проводников из "Теоретические основы химической электротермии" Режимы работы и допустимые рабочие температуры проводников. При прохождении тока по проводникам токопро-водов, линиям электропередачи, токоведущим частям аппаратов, специальным нагревателям или шихтовым материалам происходит нагрев. Одновременно с нагревом происходит охлаждение проводников путем отдачи теплоты в окружающую среду (воздух, масло, воду или соседние металлические и изоляционные части). Через некоторое время после начала прохождения тока устанавливается равновесие, при котором количества выделяемой и отдаваемой теплоты одинаковы. Такой режим нагрева называют установившимся. [c.85] Нагрев проводников в значительной степени зависит от природы материала, из которого они изготовлены. Лучший технический проводник — медь, которую следовало бы применять во всех электрических машинах и установках. Однако, сделать этого нельзя из-за ее дефицитности. Поэтому приходится применять проводниковые материалы с несколько худшими электрическими характеристиками — алюминий и его сплавы (сталеалюминиевые провода и др.). Медь же в основном применяют там, где это вызывается особыми техническими условиями в наиболее ответственных частях аппаратов, машин и приборов. Большинство проводников многоамперных токопроводов печей выполнено из меди. [c.85] Токоведущие части распределительных устройств и линий электропередачи выполняют из алюминия, сталеалюминия и стали а электрических аппаратов—из меди и ее сплавов (латуни, бронзы). В реакционную зону печей электроэнергию передают с помощью углеграфитовых материалов. [c.85] Потери электрического тока при прохождении его через контактные соединения иногда превышают таковые в самих проводниках (например, в контактных сопротивлениях электродов печей). Поэтому выполнению контактных соединений следует уделять особенно серьезное внимание. Кроме того, энергия может теряться и в некоторых нетоковедущих частях (стальные и чугунные несущие конструкции шин и другие массивные железные части, расположенные вблизи токопроводов). Обусловлено это перемагничиванием указанных частей переменным током и возникновением наведенных вихревых токов. [c.85] В условиях длительного нагрева механическая прочность не лимитирует наибольшие допустимые температуры нагрева, так как заметное снижение механической прочности наступает при 200—300 °С, а допустимая температура имеет значительно более низкое значение. В условиях длительной работы при температуре выше 70—75°С происходит интенсивное окисление контактных соединений и резкое увеличение их переходного сопротивления, что вызывает сильные местные нагревы и дальнейший опасный рост температуры. Этот фактор и определяет допустимую температуру проводников, имеющих болтовые контактные соединения. Отметим, что опасность превышения температуры не возникает в сварных контактных соединениях, которые в настоящее время широко применяются в электрических установках. [c.86] Теплостойкость изоляции, соприкасающейся с проводниками, значительно ниже той, которую можно допустить для голых неизолированных шин и проводов. Повышение температуры изоляции сверх некоторых пределов приводит вначале к ухудшению ее изолирующих свойств и уменьшению срока службы, а затем и к полному механическому разрушению изоляционных конструкций. Таким образом, допустимый нагрев токоведущих частей ограничивается теплостойкостью изоляции или болтовых контактов. [c.86] Так как изолирующие материалы обладают различной теплостойкостью, то в основу классификации их положено именно это свойство для каждого класса установлена наибольшая допустимая температура. [c.86] В режимах коротких замыканий температура проводников может достигать значительно больших значений. ПУЭУ допускают при коротких замыканиях следующие температуры ( С) медных шин 300 и алюминиевых 200 для высоковольтных кабелей до 10 кВ 200, а для кабелей 20—220 кВ 125 °С. [c.87] Примем ро. С, к,щ, тс — не зависящими от температуры ро — удельное сопротивление при г=0. [c.88] Т — постоянная времени нагрева. [c.88] Графически полученные изменения температуры могут быть представлены кривыми, приведенными на рис. V. 6. [c.88] Выражение (V. 5) позволяет определить те параметры, от которых зависит температура проводника. Анализ выявил практически квадратичную зависимость температуры от тока, почти линейную от коэффициента добавочных потерь и обратно пропорциональную от коэффициента теплоотдачи, а также от произведения боковой поверхности и сечения проводника. Последнее указывает, что с точки зрения нагрева проводников сечение с относительно большим периметром является более предпочтительно (прямоугольник). [c.89] Вернуться к основной статье