Учебное пособие: Проектирование электромеханических устройств

Первые цифры обозначения степени защиты обозначают:

0 – нет защиты

1 – защита от касания рукой

2 – защита от касания пальцем

3 – проволока диаметром 2,5 мм не проникает в оболочку

4 – проволока диаметром 1 мм не проникает в оболочку

5 – тальковый порошок, просеянный через сито с диаметром проволок 50 мкм и расстоянием между ними 75 мкм, проникший во внутрь оболочки при испытании, не нарушает удовлетворительную работу аппарата и его изоляцию, даже если порошок проводящий

6 – в условиях, указанных в п.5 тальк не проникает внутрь оболочки

Вторая цифра обозначает степень защиты:

0 – нет защиты

1 – защита от вертикально-капающих капель воды

2 – защита от вертикально-капающих капель конденсата воды, когда аппарат наклоняется на 150 от рабочего положения во все стороны

3 – защита от дождя, падающего под углом не более 600 к вертикали

4 – защита от брызг воды в любом направлении

6 – защита от условий, существующих на палубе судна, под действием морской волны вода не должна проникать внутрь оболочки

7 – защита при погружении в воду на глубину до 1м не более 30 мин.

8 – защита при неограниченно – долгом погружении в воду под определённым давлением

10 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОВОДНИКОВ И КОНТАКТНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ТОКОВЕДУЩЕГО КОНТУРА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

Токоведущий контур большинства электрических аппаратов состоит из набора различных деталей разной формы и размеров, и, как правило, в него входят в общем случае следующие элементы:

·  коммутирующие контакты (силовые контакты), перемычки, гибкие шунты (в случае поворотной системы),

·  токовые катушки (катушки магнитного дутья),

·  термоэлементы и т.д.

При расчёте проводников токоведущего контура электрического аппарата необходимо выполнить последовательно две задачи:

1 Определить площадь и размеры сечения в нормальном рабочем режиме (продолжительный, кратковременный, повторно-кратковременный режим)

2 Провести проверку выбранного сечения в кратковременном режиме:

а) для максимальных пусковых токов (аппараты управления)

б) для аварийных токов (токов к.з.) (аппараты распределения электрической энергии)

11 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОЩАДИ И РАЗМЕРОВ СЕЧЕНИЯ ПРОВОДНИКОВ ТОКОВЕДУЩЕГО КОНТУРА В НОРМАЛЬНЫХ РЕЖИМАХ

11.1 Продолжительный режим

11.1.1 Расчет проводника с неизменным сечением по длине

Для получения расчётных формул воспользуемся уравнением теплового баланса:

где:– это энергия, выделяемая в проводнике;

– это часть энергии, расходуемая на нагрев проводника;

– это часть энергии, которая отдаётся в окружающую среду.

Рисунок 1.4 – Нагрев проводника до установившейся температуры

Для установившегося процесса нагрева уравнение теплового баланса приобретает вид:

где: – коэффициент теплоотдачи, который в свою очередь зависит от температуры ,

 - коэффициент дополнительных потерь: 

– коэффициент поверхностного эффекта;

– коэффициент эффекта близости.

Для переменного тока частотой 50 Гц –

где:  – длина элемента, м

– его сечение, м2

– удельное сопротивление приведенное к установившейся температуре: ,

- удельное электрическое сопротивление при 00С,

 – температурный коэффициент возрастания электрического сопротивления:

если медь:

если алюминий:

- температура окружающей среды, = +400 С;

,

– принимается в соответствии с рекомендациями ГОСТ с учётом материала элемента токоведущего контура и наличия покрытий, но, как правило, привязывается к классам нагревостойкости изоляции.

где: – поверхность охлаждения элемента токоведущего контура:, м2

– периметр сечения токоведущего контура, м

– длина проводника, м

, м3  (1)

Если элементы токоведущего контура имеют прямоугольное сечение, то формула (1) приобретает следующий вид:

,

Рисунок 1.5 – Проводник прямоугольного сечения

Если элементы токоведущего контура имеют круглое сечение, то формула (1) приобретает следующий вид:

, , (2)

Рисунок 1.6 – Проводник круглого сечения

, (3)

При наличии на элементах токоведущего контура изоляции в зависимости от количества слоёв расчётные формулы имеют вид:

Рисунок 1.7– Проводник с одним слоем изоляции

δ – толщина изоляции, м

λ1 – коэффициент теплопроводности,

, (4)

Рисунок 1.8– Проводник с двумя слоями изоляции

При расчётах можно выражать параметры сечения через :

, где – целое число

После получения расчётных размеров сечения, их доводят до стандартных значений, руководствуясь, ГОСТ на сортаменты либо руководствуясь конструктивными технологическими соображениями.

При расчётах параметров элементов токоведущего контура необходимо учитывать условия теплообмена с окружающей средой, т.е. уточнять .

11.1.2 Расчёт проводника с переменным сечением по длине

а)                                                                б)

 в)

Рисунок 1.9 – Фрагменты элементов токоведущего контура с переменным сечением

В данном случае, расчёт параметров проводников производится методом последовательных приближений (метод итерации).

В первом приближении определяется среднее сечение частей токоведущего контура. Затем по конструктивным соображениям принимаются необходимые формы отдельных частей токоведущего контура. Превышение температуры в отдельных частях может быть определено по формулам параграфа 12.1.1 (1).

Во втором приближении целесообразно определить среднее значение, превышения температуры для всех деталей контура, используя формулу:

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21