- •Методика численного расчета нестационарных тепловых полей высоковольтных коммутационных модулей
- •Введение
- •1. Коммутационные аппараты переменного тока. Основные этапы разработки коммутационных модулей
- •2. Постановка задачи импульсного нагрева коммутационного аппарата
- •.1 Типовая конструкция коммутационного аппарата
- •.2 Математическая постановка задачи.
- •3. Нагрев элементов токоведущей системы
- •.1 Обоснование возможных упрощений
- •.2 Учет тепловыделения в контактных областях
- •.3 Расчет нагрева токоведущей системы типового коммутационного аппарата
- •3.4 Особенности расчета нагрева электродов вакуумной дугогасительной камеры
- •.5 Нестационарный нагрев несимметричных контактов
- •Выводы к главе 3
- •4. Влияние типов теплообмена на процесс нагрева
- •Выводы к главе 4
- •Заключение
- •Список литературы
- •Приложение 1. Свойства материалов
Приложение 1. Свойства материалов
Как было отмечено выше, характерные перегревы ТВС КА составляют сотни градусов. Повышение температуры меди с 300 К до 550 К влечет за собой изменение удельного сопротивления примерно в два раза. Поэтому для используемых материалов нужно учитывать зависимость свойств от температуры. Ниже представлены зависимости удельных плотности, сопротивления, теплоемкости и коэффициента теплопроводности в зависимости от температуры материала (на рис. П.1 приведены графики для меди, на рис. П.2 - для CuCr, на рис. П.3- для алюминия). [24,25]
|
|
|
|
Рис. П.1. Свойства меди.
|
|
|
|
Рис. П.2. Свойства CuCr.
|
|
|
|
Рис. П.3. Свойства алюминия.
Свойства изоляционных материалов коммутационного модуля полагались не зависящими от температуры. Это связно с тем, что производители этих материалов указывают их свойства только при начальных условиях. Однако это не приводит к существенным погрешностям в расчетах, т.к. максимальный перегрев изоляции, как правило, не превышает 100ч150 градусов. Удельная теплоемкость Powersil, по данным источников [26,27] лежит в пределах 1200-1500 Дж/(Ккг), что близко к соответствующим значениям для Lexan. Плотность Powersil по различным источникам [28,29] лежит в диапазоне 1080-1600 кг/м 3. При расчетах эти свойства для Lexan и Powersil использовались одинаковые.
В таблице П.1 представлены свойства материалов, которые использовались постоянными.
Табл. П.1. Свойства материалов
Материал |
Коэффициент теплопроводности (Вт/(мК)) |
Удельная теплоемкость (Дж/(Ккг)) |
Удельная плотность (кг/м3) |
Сталь |
60 |
434 |
7850 |
Керамика |
23 |
1045 |
3600 |
Lexan |
0.2 |
1170 |
1240 |
Powersil |
0.22 |
1170 |
1240 |
