2.9. Расчетные соотношения для цепей трехфазного тока

Выражения для токов, напряжений и мощностей

Выражения для мгновенных значений трехфазных токов и напряжений фаз А, В, С при активной нагрузке R имеют вид

; ; ;

; ;

;

где I_mA, I_mB, I_mC, — амплитудные значения токов в фазах;

U_mA, U_mB, U_mC, — амплитудные значения напряжений. Мгновенные мощности фаз определяются как произведения каждой фазы:

p_A(t)=i_A(t) u_A(t); p_B(t)=i_B(t) u_B(t); p_C(t)=i_C(t) u_C(t).

Фазы источников и приемников электроэнергии соединяются в звезду и треугольник. При соединении приемника в симметричную звезду фазный ток равен линейному, I_Ф=I_Л; фазное напряжение в раз меньше линейного, . Мощность активная фазы, Вт,

Активная мощность симметричного приемника, Вт,

Рис. 2.8. Схемы соединения электроприемника звездой (а) и треугольником (б).

Реактивная мощность симметричного приемника, вар,

Полная мощность приемника, В-А,

При соединении приемника в симметричный треугольник:

Фазный ток в раз меньше линейного: .

Фазное напряжение равно линейному: .

Мощности определяются по приведенным выше формулам.

Метод симметричных составляющих

Метод применяется для расчета несимметричных трехфазных систем. Суть метода заключается в разложении заданных или искомых векторов напряжения или тока на сумму векторов прямой, обратной и нулевой последовательности.

Например:

; ;

где a=1 е^j120 — фазовый множитель, a²=1 е ^-j120. Тогда

; ;

После разложения несимметричной трехфазной системы на симметричные составляющие применяют метод наложения:

рассчитывают цепь отдельно для нулевой, прямой и обратной последовательностей.

Активная и реактивная мощности системы

Полная мощность системы, ВА,

Более подробные сведения о материалах, изложенных в главе, читатель найдет в литературе [1, 18, 19. 20].

3. Диэлектрические материалы

3.1. Физические свойства диэлектрических материалов

Диэлектрические материалы предназначены для изоляции токоведущих частей электрооборудования, изоляции их от земли и заземлителей. Диэлектрические материалы делятся на пять основных групп:

а) волокнистые (картон, бумага, ткани, лакоткани и др);

б) слоистые и слюдяные (текстолит, гетинакс, миканит, слюдинит, стеклотекстолит и др.);

в) керамические (электрофарфор, термоконды, тиконды, стеалит);

г) жидкие диэлектрики, (минеральные и растительные масла, синтетические жидкости);

д) электроизоляционные лаки и эмали (лаки и краски масляные, кремнийорганические, глифталево-масляные и др.).

В таблицах табл. 3.1.1-табл. 3.2.3 приведены характеристики некоторых диэлектрических материалов, широко используемых при производстве, эксплуатации и ремонте электротехнических изделий и установок.

Таблица 3.1.1

Физические свойства диэлектрических материалов

Материал	Плотность, кг/м3	Электрическая прочность при 20° С, кВ/мм	Влагопоглощаемость за 24 ч., %	Нормируемая температура, °С
Асбест	2100...2800	2,4...4,6	2...4	500..,600 (допустимая)
Асбестоцемент	1600...1800	2...3	15...20	250 (нагревостойкость)
Битумы	1000	15...20	-	30...130 (размягчение)
Бумага	700...870	5...10	7...	110 (нагревостойкость)
Гетинакс	1300...1400	20....22	10 2	150 (нагревостойкость)
Лакоткань	900...1200	20...70	3.6...8	105 (нагревостойкость)
Миканит	1500...2600	-	-	200(нагревостойкость)

Температурные индексы диэлектрических материалов зависят от их физических свойств и определяются классом нагревостойкости. Сведения о классах нагревостойкости приведены в таблице 3.1.2.

Таблица 3.1.2

Температурные индексы диэлектрических материалов

Класс нагре-востой-кости		Температура, °С	Характеристика основных групп электроизоляционных материалов, соответствующих данному классу нагревостойкости
Y		90	Волокнистые материалы из целлюлозы, хлопка и натурального шелка, не пропитанные и не погруженные в жидкий электроизоляционный материал
А		105	Волокнистые материалы из целлюлозы, хлопка или натурального, искусственного и синтетического шелка, пропитанные или погруженные в жидкий электроизоляционный материал
Е		120	Синтетические органические материалы (пленки, волокна, смолы и др.) и материалы или простые сочетания материалов, для которых на основании практического опыта или соответствующих испытаний установлено, что они могут работать при температуре, соответствующей данному классу
В		130	Материалы на основе слюды, асбеста и стекловолокна, применяемые с органическими связующими и пропитывающими составами
F		155	Материалы на основе слюды, асбеста и стекловолокна, применяемые в сочетании с синтетическими связующими и пропитывающими составами, которые соответствуют данному классу нагревостойкости
Н	180		Материалы на основе слюды, асбеста и стекловолокна, применяемые в сочетании с кремнийорганическими связующими и пропитывающими составами, кремнийорганические эластомеры
С	Свыше 180		Слюда, керамические материалы, стекло, кварц или их комбинации, применяемые без связующих или с неорганическими и элементоорганическими составами. Температура применения этих материалов определяется их физическими, химическими, механическими и электрическими свойствами