2. Определение температуры в корпусе

Между оболочкой и окружающей средой способом теплообмена является конвекция и излучение.

Для определения температуры оболочки воспользуемся формулой

(2.4)

где ϑ_вн - температура окружающей среды, в соответствии с ГОСТ составляет +40° С (для умеренного климата);

Р_Т - суммарная тепловая мощность, выделяемая в 1 метре токопровода;

R_Т2 - суммарное тепловое сопротивление между наружной поверхностью оболочки и окружающей средой, приходящейся на 1 метр токопровода.

Суммарное тепловое сопротивление между наружной поверхностью оболочки и окружающей средой равняется нашему тепловому сопротивлению предыдущего теплового расчета токопровода

В этой формуле тепловое сопротивление находится в зависимости от температуре, поэтому это уравнение мы решим методом простых итераций, для этого мы будем производить расчет в соответствии с последовательностью, приведенной в первой части для данного сопротивления с подстановкой его в формулу (2.4), пока не получим значение температуры оболочки с точностью ε = 0,01. Первым приближением для ϑ выберем 80.

После шести итераций мы достигли заданной точности и получили значения:

3. Определение температуры токоведущей шины.

Способом теплообмена между шиной и воздушной прослойкой является конвекция. Суммарное тепловое сопротивление будет равняться сопротивлению токоведущей шины

Температура токоведущей шины определяется за таким выражением

(2.5)

где R_T1 - суммарное тепловое сопротивление между внешней поверхностью шины и прослойкой, которое приходится на один метр токопровода, мК/Вт;

υ₁ - температура оболочки. υ₁ =80°С;

Р_ш- суммарная тепловая мощность, выделяемая в 1м шины. Согласно решения уравнения (2.2)

[10]

В этой формуле тепловое сопротивление находится в зависимости от температуре, поэтому это уравнение мы решим методом простых итераций, для этого мы будем производить расчет в соответствии с последовательностью, приведенной в первой части для данного сопротивления с подстановкой его в формулу (2.5), пока не получим значение температуре шины с точностью ε = 0,01. Первым приближением для υ выберем 105.

После 10-ти итераций мы достигли заданной точности и получили значения:

3. Расчет токопровода при коротком замыкании

Задачей расчета является проверка устойчивости токопровода при протекании сквозного тока короткого замыкания.

1. Расчет температуры нагрева токоведущей шины.

Исходя из выбранных размеров токопровода и заданных параметров тока короткого замыкания, рассчитаем температуру нагрева токоведущей шины.

Расчет производится с использованием кривых адиабатического нагрева:

(3.1)

где ϑ_і - температура нагрева токоведущей шины к протеканию тока короткого замыкания, т.е. температура при длительном протекании номинального тока с учетом режима работы (эта температура является результатом проверочного теплового расчета токопровода);

j_к.з. - плотность тока короткого замыкания;

t_к.з. - длительность протекания тока короткого замыкания.

Плотность тока определим с помощью кривых адиабатического нагрева проводящих материалов приведенных на рисунке 3.1.

1 - железо,

2 - сталь,

3 - латунь,

4 - алюминий,

5 - серебро,

6 - медь.

Рисунок 3.1-Кривые адиабатического нагрева проводящих материалов [11]

Температуру нагрева токоведущей шины к протеканию тока короткого замыкания мы берем с поверочного теплового расчета ϑ_Н=105°С, тогда по первоначальным данным t_к.з. = 1с.