Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
OKT (1) / КОНСПЕКТ ОКТ 2012 / ОКТ_ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ 2012.ppt
Скачиваний:
76
Добавлен:
29.03.2015
Размер:
597.5 Кб
Скачать

Подставим S в выражение I jS

I j rL

Из закона Ома напряженность поля

E

j

 

I

 

I

γ

Sγ

rLγ

 

 

 

I 2 rL E

Интегрируя напряженность от r1 до r2, получим напряжение

r

r

I

 

U 2

Edr 2

dr

rLγ

r

r

 

 

1

1

 

 

Удельная проводимость изоляции зависит как от температуры, так и от напряженности электрического поля. Температура и напряженность электрического поля изменяются по радиусу, поэтому оставляем под интегралом:

r2

 

I

dr

U

 

r

2 rL

1

 

 

 

 

E rLγ

r2

dr

U

 

 

rγ

L

 

 

r

 

 

 

1

 

 

I r2

 

dr

 

 

 

U

 

 

 

I 2 rL E

L

r

 

 

r

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

r

 

 

E

U

U Erγ 2 dr

 

 

r2 dr

 

 

r1

rγ

 

r r r

 

 

 

 

 

 

1

 

В изоляции напряженность

E

 

U

 

электрического поля

 

r

dr

 

 

 

2

 

 

 

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

r

 

 

 

 

1

 

 

В изоляции у оболочки напряженность

E2

U

 

r2

 

 

 

 

 

 

электрического поля

 

r2γ2

drγr

 

 

 

 

 

 

 

r

 

 

 

 

 

1

 

Разделим E на E2

E

 

r2γ2

 

E

rγ

 

 

 

2

 

 

Если имеется диэлектрик, проводимость которого зависит от температуры и напряженности электрического поля, то две точки диэлектрика связаны соотношением:

 

E

k

γx γ0eaθ

 

 

x

 

E

 

0

 

где – перепад температур; a – температурный коэффициент удельного объемного сопротивления; k – величина, которая зависит от типа диэлектрика.

Cвяжем проводимость в любой точке изоляции γ с проводимостью γ2 на радиусе r2 , т.е. на поверхности

изоляции:

 

E

k

γ γ2eaθ

 

 

 

 

E

 

2

 

где E – напряженность электрического поля в любой точке изоляции; E2 – напряженность

электрического поля на радиусе r2.

Определим перепад температур из теплового закона Ома:

P

θ

или

θ PSиз

Sиз

 

где P – тепловой поток, идущий от токопроводящей жилы, Sиз – тепловое сопротивление

изоляции.

Тепловое сопротивление Sиз элементарного слоя r

прямо пропорционально удельному тепловому сопротивлению изоляции σиз, толщине слоя r и обратно

пропорционально площади поверхности S = 2 rL:

Sиз σиз r

rL

Интегрируя от произвольного радиуса r до r2,

получим зависимость теплового сопротивления изоляции от радиуса относительно r2:

Sиз r2 σизrL dr σизL ln rr2

r

Подставим

θ PSиз

Возьмем

E r2γ2 E2 rγ

Sиз

 

из

 

ln r2

θ

Pσиз

ln

r2

 

2 L

 

 

 

 

 

 

r

 

L r

 

 

E

 

k

 

 

 

 

γ γ2eaθ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подставим

E

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

и

 

θ

Pσиз

ln

r2

получим

 

L

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

aPσ

 

 

r

r γ

 

k

 

 

 

из ln

2

 

γ γ

2

exp

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L

 

r

 

rγ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

aPσ

из ln

r

 

r γ

 

 

 

 

 

2

 

 

2 2

 

γ γ

2

exp

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L

r

 

 

rγ

 

 

 

 

 

 

 

Введем

обозначение

aPσиз b

L

 

 

r

 

 

 

r

 

2

 

2

exp

bln

 

exp

ln

 

 

 

 

 

 

r

 

 

 

 

 

r

 

 

 

 

 

 

 

b r2r1

b

и выполним преобразование: .

 

r

b r

k γ

 

k

2

 

 

2

 

γ γ2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

r

r

γk

Сделаем некоторые преобразования и получим

 

 

 

 

b k

 

 

 

 

 

r2

b k

 

 

 

k

r

 

 

k 1

 

k 1

 

 

 

k 1

γγ

 

 

2

 

γ2

 

γ

 

 

 

 

γ2

 

 

 

 

 

 

 

 

r

 

 

 

 

 

r

 

 

 

Введем

b k

m

обозначение

k 1

 

 

 

 

 

 

r2

m

 

 

 

γ γ2

 

 

 

 

 

 

r

 

b k

γ γ r2 k 1 2 r

.