2.4. Режимы нагрева

Установившейся процесс нагрева, если с течением времени температура аппарата и его частей не изменяется, а все выделившееся тепло отдается в окружающее пространство, характеризуются τ_y,

где – установившееся превышение температуры.

Переходной процесс нагрева наблюдается при включении аппарата, когда температура не сразу достигает установившихся значений. Превышение температуры, которого достигает аппарат через время t после включения равно:

[20] – постоянная времени нагрева, при t=T,

С – удельная теплоемкость материала, Вт·с/кг·°С, где М – масса тела, кг.

Чем медленнее нагревается аппарат, при одном и том же токе, тем большая у него постоянная времени нагрева Т. Постоянная времени Т тем больше чем больше масса аппарата (материала).

Рис. 4

Переходный процесс охлаждения (кривая охл).

[21]

Кратковременный нагрев, когда при включении аппарата его температура не достигает установившейся. После кратковременного нагрева аппарат отключается и его температура падает до температуры окружающей среды. При кратковременном нагреве величина кратковременного прохождения тока I_кр за время кратковременного включения t_кр должна быть не больше такой, чтобы температура токоведущих частей не превышала допустимого значения.

[22]

где - коэффициент перегрузки по току, показывающий во сколько раз может возрастать нагрузка по току при кратковременном включении по сравнению с длительным режимом. Из формулы видно, что I_кр тем больше, чем меньше время включения t_кр, и чем больше постоянная времени нагрева Т.

Повторно-кратковременный режим характеризуется рабочим током I_P за время включения t_P, когда происходит нагрев аппарата, и временем паузы t_п, когда ток отсутствует и аппарат охлаждается.

Д ля этого режима вводится понятие продолжительности включения ПВ или ПВ%.

, [23]

где

; [24]

где P – коэффициент перегрузки по току.

Рис. 5.

Нагрев аппарата при коротком замыкании.

Кратковременная температура проводников при К.З. допускается значительно выше, чем в длительном режиме. За счет того, что время режима К.З. ограничивается защитными средствами до 4 – 5 секунд. Так для меди с изоляцией класса А температура допускается 250°С. Но эта температура в конце К.З. строго ограничена.

2.5. Расчет термической стойкости аппаратов на низком напряжении

Расчет термической стойкости аппарата производится по формуле:

[25]

,

где δ – плотность тока;

– допустимый ток К.З,

q – сечение проводника,

t_к.з. – длительность К.З.,

θ_н. – температура проводника перед К.З. (номинальный режим),

θ_к.з. - температура проводника при отключении К.З. ко времени t_к.з ,

А – коэффициент, величина определяемая по кривым (рис. 6).

Рис. 6

измеряется в .

Зная температуру θ_н. и θ_к.з. можно определить разность или По формуле [25] можно, зная и дополнительно определить сечение проводника или, зная t и q, определить

Если известно для какого-то времени , то можно определить допустимый ток для любого времени .

[26]