Тольяттинский государственный университет

Институт энергетики и электротехники

Кафедра «Электроснабжение и электротехника»

Лабораторная работа №4

«Исследование неизолированных шин»

по дисциплине «Электрооборудование источников энергии и электрических сетей»

Проверил: Кретов Д.А.

Исполнитель: Назаров М.А.

Группа: ЭЭТп-1401

Тольятти, 2017

1. Цель работы

Изучить конструкции шин и осуществить их выбор по допустимому длительному току.

2. Программа работы

   1. Ознакомиться с шинными конструкциями разного сечения;

   2. Определить величину длительно допустимого тока на алюминиевую шину.

3. Выполнение лабораторной работы

Для определения величины длительно допустимого тока берут алюминиевую шину длиной 10 м и подключают ее к понизительному трансформатору со вторичным напряжением 4 В и током до 1000 А.

В начале опыта устанавливают ток 50 А регулировочным трансформатором и замеряют температуру шины и воздуха. Далее, повышая ток до допустимых пределов нагрузки на шины. То же самое повторяют с окрашенной шиной. Расчетные и экспериментальные данные заносят в таблицу 3.1.

П о результатам исследований строится график I=f(t) для окрашенной и неокрашенной шин.

Рисунок 3.1 – Схема лабораторной установки

Таблица 1 – Расчетные и экспериментальные данные

№	Ток, А	Темп. воздуха, оС	Экспериментальные данные		Расчетные данные
			Темп. неокрашенной шины, оС	Темп. окрашенной шины, оС	Доп. сила тока для неокрашенной шины, А	Доп. сила тока для окрашенной шины, А
1	100	17	18		44,38
2	150		19		68,45
3	200		21		105,56
4	250		24	23	149,77	136,01
5	300		30	28	220,52	198,66
6	350		34	31	260,77	230,98
7	400		38	35	297,59	270,26

4. Расчетные формулы

Рассчитаем удельную теплоотдачу с поверхности шины через лучеиспускание, Вт/см²:

, (1)

где С – излучательная способность абсолютно черного тела (постоянная Стефана-Больцмана), С=5,7·10^-12 Вт/(см²·К⁴);

T₁ – температура шины, T₁=t₁°C+273, К;

T₂ – температура воздуха, T₂=t₂°C+273, К;

e – коэффициент теплового излучения (для алюминия окисленного e=0,11; для алюминия окрашенного e=0,8).

Рассчитаем теплоотдачу шин через лучеиспускание, Вт:

, (2)

где F – поверхность лучеиспускания, см².

Удельная теплоотдача через конвекцию, Вт/см²:

, (3)

Теплоотдача через конвекцию, Вт:

, (4)

где T_n – превышение температуры шин над температурой воздуха, °C; a – коэффициент, зависящий от высоты теплоотдачи плоскости.

Полная теплоотдача с поверхности шин, Вт:

. (5)

Активное сопротивление шины, Ом:

, (6)

где ρ – активное сопротивление шины, Ом·м/мм²; l – длина шины, м; a – ширина шина; b – высота шины, мм.

Допустимый продолжительный ток, А:

. (7)

По данным формулам рассчитаем значения тока и занесем в таблицу 3.1.

Вывод

В данной лабораторной работе было проведено исследование окрашенной и неокрашенной шины. По полученным данным мы выяснили, что при увеличении силы тока окрашенная шина, нагревалась медленнее, чем неокрашенная. Допустимая сила тока для неокрашенной шины выше, чем допустимая сила для окрашенной шины.