Неизолированные жесткие проводники — проводники этого вида принято называть шинами. По соображениям экономического порядка применяют исключительно шины из алюминия и его сплавов с различными электрическими и механическими характеристиками. Форму и размеры поперечного сечения шины выбирают в соответствии с рабочим током, учитывая явление поверхностного эффекта, а также требования термической и динамической стойкости при КЗ.
Поверхностный эффект. Как известно, переменный ток вытесняется к поверхности проводника, при этом потери мощности увеличиваются, что равносильно увеличению сопротивления. Отношение активного сопротивления Ra уединенного проводника при переменном токе к сопротивлению R при постоянном токе и той же температуре называют коэффициентом поверхностного эффекта Кп=Ra/R. Он зависит от формы и размеров поперечного сечения проводника, а также от частоты тока.
Рис.1. Коэффициент поверхностного эффекта в шинах прямоугольного сечения
Рис.2. Коэффициент поверхностного эффекта в трубах круглого сечения
На рис.1, рис.2 приведены кривые для определения коэффициента поверхностного эффекта в проводниках прямоугольного и круглого сечения. По оси абсцисс отложена величина √f/R, где f — частота; R — сопротивление проводника длиной 1000 м при постоянном токе. Отношения b/h и t/D приняты в качестве параметров. Как видно из рисунков, по мере увеличения √f/R коэффициент поверхностного эффекта быстро увеличивается. Так как сопротивление R обратно пропорционально сечению S проводника, можно утверждать, что по мере увеличения сечения коэффициент поверхностного эффекта увеличивается. Чем меньше отношение b/h или t/D. тем меньше коэффициент поверхностного эффекта.
Для проводников сплошного сечения он значительно больше, чем для труб того же сечения. Так, например, сечение круглого алюминиевого проводника диаметром 60 мм и сечение алюминиевой трубы диаметром 100 мм при отношении t/D = 0,1 одинаковы и равны 28,3 см 2 . Следовательно, сопротивление их постоянному току и отношение √f/R также одинаковы (R=0,01225 Ом и √f/R=63,8 Гц 1/2 /Ом 1/2 ). Однако коэффициент поверхностного эффекта в первом случае равен 1,375, а во втором — 1,025. Следовательно, активное сопротивление трубы с указанными размерами на25 % меньше сопротивления круглого проводника сплошного сечения.
Рис.3. Зависимость активного сопротивления алюминиевых труб от толщины стенки
Зависимость активного сопротивления алюминиевых труб диаметром от 50 до 150 мм от толщины стенки показана на рис.3. По мере увеличения толщины стенки, начиная от очень малого значения, сечение трубы увеличивается, а сопротивление ее быстро уменьшается, пока не достигнет некоторого минимума. При дальнейшем увеличении толщины стенки сечение трубы продолжает увеличиваться, однако ее активное сопротивление не только не уменьшается, но даже несколько увеличивается вследствие быстрого увеличения коэффициента поверхностного эффекта.
Критическая толщина стенки трубы, соответствующая минимуму активного сопротивления, зависит не от диаметра, а только от удельного сопротивления материала и частоты. Для алюминиевых труб круглого сечения при частоте 50 Гц критическая толщина стенки составляет около 20 мм, а для медных труб около 14 мм. Ясно, что применение труб с толщиной стенки, превышающей критическую, нецелесообразно.
Видео:Виды износа протектора. ЧТО, КАК и ПОЧЕМУ?Скачать
Распространенные формы поперечного сечения шин
Рис.4. Распространенные виды шин
Простейшая форма поперечною сечения шины — прямоугольная с отношением сторон b/h от 1/8 до 1/12 (рис.4,а). Это так называемые плоские шины. Они обеспечивают хороший отвод тепла в окружающую среду, поскольку отношение поверхности охлаждения к объему здесь больше, чем в шинах любой другой формы. Момент сопротивления изгибу относительно оси z во много раз больше, чем относительно оси у. Следовательно, при расположении проводников трех фаз в плоскости у-у плоские шины способны противостоять значительным электродинамическим силам при КЗ.
Читайте также: Шины continental описание моделей
Плоские шины изготовляют с поперечным сечением до 120х10=1200 мм 2 . Допустимый продолжительный ток таких шин из алюминия при нормированной температуре воздуха 25°С равен 2070 А. При большем рабочем токе можно применить составные проводники из двух или трех полос с зазорами между ними (рис.4,б,в). Допустимый ток при этом увеличится соответственно до 3200 и 4100 А, т.е. далеко не пропорционально числу полос. Это объясняется поверхностным эффектом — вытеснением переменного тока на поверхность составного проводника. Распределение тока между полосами составного проводника неравномерно, потери мощности заметно увеличиваются.
Недостаток составных проводников заключается также в сложности монтажа и недостаточной механической прочности. Последнее объясняется взаимодействием полос при КЗ. Поскольку токи в полосах направлены одинаково, они стремятся сблизиться. Чтобы исключить смыкание полос при КЗ. необходимы дистанционные прокладки между ними с соответствующим креплением. Проводники из трех и четырех полос безусловно нецелесообразны при переменном токе. Ограниченное применение имеют проводники из двух полос.
При больших рабочих токах применяются составные шины из двух корытных проводников (рис.4,г). Здесь также необходимы дистанционные прокладки между корытами.
Наиболее совершенной формой поперечного сечения шины при рабочем токе свыше 2000 А является круглое кольцевое (рис.4,д). При правильно выбранном отношении толщины стенки к диаметру трубы обеспечивается хороший отвод тепла, а также механическая прочность. Момент сопротивления изгибу одинаков в любом направлении. Применение получили трубы с наружным диаметром до 250 мм и толщиной стенки до 12 мм.
Видео:Идем на снижение! Зачем нужна низкопрофильная резинаСкачать
Лаба № 5(протокол с дз)
Московский Энергетический Институт
Элегазовые выключатели, шинные конструкции.
Изучение принципа действия и конструкции элегазовых выключателей. Ознакомление с процессами, протекающими в элегазовом промежутке при отключении электрического ток, с параметрами применения элегазовых выключателей.
1.В чем состоят достоинства элегаза при использовании его в выключателях?- высокая электрическая прочность и высокая дугогасительная способность.
2.Какие типы дугогасительных устройств применяют в элегазовых выключателях? -Устройства можно разделить на четыре типа: а) дугогасительные устройства, в которых дутье обеспечивается из резервуаров с газом, с высоким давлением; б) автокомпрессионные дугогасительные устройства с дутьем в элегазе, создаваемым компрессорным устройством; в) с электромагнитным дутьем, при катором дуга вращаеться в поперечном магнитном поле, создаваемым отключаемым током или постоянным магнитами; г) с продольным дутьем, когда происходит повышение давления в сравнительно замкнутом объеме за счет энергии дуги, вращающейся в поперечном магнитном поле.
3.Почему в элегазовых выключателях применяется относительно невысокое давление?
– Это объясняется свойствами элегаза: высокой электрической прочностью и высокой дугогасительной способностью. Наибольшее преимущество элегаза проявляется при сравнительно невысоких давлениях.
4.Какие ограничения накладывает установка элегазового оборудования на внешние условия?
Температурные режимы, при ниских температурах полезные свойства элегаза пропадают, и поэтому в серных районах их не применяют.
5.Укажите основные достоинства и недостатки элегазовых выключателей.
— Достоинства: высокая электрическая прочность и высокая дугогасительная способность.
Недостатки: ухудшение работоспособности при высоких давлениях.
6.Как определить собственное время отключения выключателей?
— собственное время отключения выключателей- это время с момента подачи напряжения на электромагнит расцепителя отключения до момента начала расхождения контактов выключателя.
Изучите конструкцию элегазового выключателя серии LF2.
В отчете укажите основные элементы выключателя LF, объясните работу контактной системы, отметьте последовательность коммутаций контактов.
Нарисуйте электрическую дугу на контактах и покажите направление дутья.
Читайте также: Тойота рав 4 2002 размеры шин
Измерьте время включения и собственное время отключения с помощью измерительной схемы.
Изучение конструкций шинных линий и токопроводов. Освоить методику выбора изоляторов и шин.
1.Какие виды проводников получили наибольшее распространение в РУ?
– Изолированные и не изолированные(открытые и закрытые шины), из меди и алюминия.
2.Какие формы поперечного сечения жестких шин получили наибольшее распространение?
— Прямоугольного сечения, корытного профиля, круглые, трубчатые, профильные.
3.Укажите недостатки многополосных шин.
– Допустимый рабочий ток шин растет непропорционально числу полос пакета, что объясняется резким проявлением поверхностного эффекта, эффекта близости, более низкой теплоотдачей с внутренних поверхностей полос пакета.
4.Какое назначение опорных и подвесных изоляторов. На какие группы можно разделить опорные изоляторы?
— Опорных и подвесные изоляторы служат для крепления токоведущих частей и изоляции их от земли и других частей установки. Опорные изоляторы можно разделить на опорно-штыревые и опорно-стержневые.
5.Какое назначение проходных изоляторов? Что называется линейными и аппаратными вводами?
– Проходные изоляторы служат для крепления токоведущих частей и изоляции их от земли и других частей установки, для проведения проводников сквозь стены и перекрытия, а также сквозь заземленные кожухи трансформаторов и аппаратов. Проходные изоляторы напряжением 110кВ и больше получили название вводов(линейных или аппаратных).
6.Что такое токопровод? Какие основные токопроводы используются в РУ?
– закрытые шинные конструкции, экранированные токопроводы- шина полностью отделяются металлическими кожухами-экранами.
Изучить конструкции шинных линий и токопроводов.
Указать марки и основные параметры изоляторов.
Привести области номинальных напряжений.
Указать основные элементы шинодержателя жесткой ошиновки 110кВ и пофазно-экранированных токопроводов.
Определить, какие изоляторы могут быть использованы в шинных конструкциях, параметры которых см. в таблице 1.1.
Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.
Видео:НА КАКУЮ ОСЬ ПОСТАВИТЬ ПАРУ НОВЫХ ШИН!?Скачать
Распространенные типы жестких шин
В закрытых РУ 6-10 кВ ошиновка и сборные шины выполняются жесткими алюминиевыми шинами. Медные шины из-за высокой их стоимости не применяются даже при больших токовых нагрузках. При токах до 3000 А применяются одно- и двухполосные шины. При больших токах рекомендуются шины коробчатого сечения. Наиболее распространенные формы поперечного сечения шин приведены на рис. 1.2.
Простейшая форма поперечного сечения шины – прямоугольная с отношением сторон b/h от 1/8 до 1/12 (рис. 1.2, а). Это так называемые плоские шины. Они обеспечивают хороший отвод тепла в окружающую среду, поскольку отношение поверхности охлаждения к объему здесь больше, чем в шинах любой другой формы. Момент сопротивления изгибу относительно оси х во много раз больше, чем относительно оси y. Следовательно, при расположении проводников трех фаз в плоскости y – y плоские шины способны противостоять значительным электрическим силам при КЗ.
Плоские шины изготавливают с поперечным сечением до 120´10=1200 мм 2 . Допустимый продолжительный ток таких шин из алюминия при нормированной температуре воздуха 25 о С равен 2070 А. При большем рабочем токе можно применить составные проводники из двух полос с зазорами между ними (рис. 1.2, б). Допустимый ток при этом увеличится соответственно до 3200 А, т.е. далеко не пропорционально числу полос. Это объясняется поверхностным эффектом – вытеснением переменного тока на поверхность составного проводника.
Недостаток составных проводников заключается также в сложности монтажа и недостаточной механической прочности. Последнее объясняется взаимодействием полос при КЗ. Поскольку токи в полосах направлены одинаково, они стремятся сблизиться. Чтобы исключить смыкание полос при КЗ, необходимы дистанционные прокладки между ними с соответствующим креплением. Проводники из трех и четырех полос безусловно нецелесообразны при переменном токе. Ограниченное применение имеют проводники из двух полос.
Читайте также: Арабская буква шин значение
При больших рабочих токах применяются составные шины из двух корытных проводников (рис. 1.2, в). Здесь также необходимы дистанционные прокладки между корытами.
Наиболее совершенной формой поперечного сечения шины при рабочем токе свыше 2000 А является круглое кольцевое (рис. 1.2, г). При правильно выбранном отношении толщины стенки к диаметру трубы обеспечивается хороший отвод тепла, а также механическая прочность. Момент сопротивления изгибу одинаков в любом направлении. Применение получили трубы с наружным диаметром до 250 мм и толщиной стенки до 12 мм.
Поверхностный эффект
Активное сопротивление проводника при переменном токе равно:
где Kп — коэффициент поверхностного эффекта;
Kб -коэффициент эффекта близости;
Kдп -коэффициент добавочных потерь;
R -омическое сопротивление, т. е. сопротивление проводника на постоянном токе.
Коэффициент поверхностного эффекта равен отношению активного сопротивления уединенного проводника кегоомическому сопротивлению:
Коэффициент эффекта близости равен отношению активного сопротивления проводника при наличии вблизи него других проводников с током к активному сопротивлению уединенного проводника:
В электроустановках расстояния между проводниками обычно значительно больше их геометрических размеров. При этом Kб=1.
Коэффициент поверхностного эффекта обратно пропорционален глубине проникновения Z0 электромагнитного поля в проводник:
На глубине Z0 напряженности электрического и магнитного полей, а также плотность тока в е раз меньше, чем на поверхности проводника.
Глубина проникновения определяется выражением
где w = 2pf — угловая частота;
m — относительная магнитная проницаемость проводника;
m0 — магнитная постоянная (магнитная проницаемость вакуума);
g -удельная проводимость материала проводника на постоянном токе;
Зависимости Kп от этого параметра для шин приведены на рис. 1.3.
| Рис. 1.3. Кривые для определения коэффициента поверхностного эффекта шин прямоугольного и трубчатого сечения |
В электроустановках промышленной частоты в качестве проводниковых материалов обычно используют медь и алюминий, основные усредненные характеристики которых приведены в табл. 1.1
Форму и геометрические размеры проводников на большие токи выбирают с учетом того, что увеличение толщины сплошного проводника или толщины стенки полого проводника сверх так называемой критической толщины (tкр »l,5Z0) технически и экономически нецелесообразно, так как связано с увеличением расхода проводникового материала, но не приводит к существенному снижению активного сопротивления проводника.
| Материал | Параметры проводниковых материалов при 20 о С | |||
| r, Ом мм 2 /м | g, м/(0м×мм 2 ) | d г/см 3 | Z0, мм | |
| Медь | 0,0175 | 8,93 | 9,5 | |
| Алюминий | 0,029 | 34,5 | 2,7 | 12,2 |
| Рис. 1.4. Зависимость активного сопротивления алюминиевых труб от толщины стенки |
Зависимость активного сопротивления алюминиевых труб диаметром от 50 до 500 мм от толщины стенки показана на рис. 1.4. По мере увеличения толщины стенки, начиная от очень малого значения, сечение трубы увеличивается, а сопротивление ее быстро уменьшается, пока не достигнет некоторого минимума. При дальнейшем увеличении толщины стенки сечение трубы продолжает увеличиваться, однако ее активное сопротивление не только не уменьшается, но даже несколько увеличивается вследствие быстрого увеличения коэффициента поверхностного эффекта. Критическая толщина стенки трубы, соответствующая минимуму активного сопротивления, зависит не от диаметра, а только от удельного сопротивления материала и частоты. Для алюминиевых труб круглого сечения при частоте 50 Гц критическая толщина стенки составляет около 20 мм, а для медных труб около 14 мм.
Пример1.1. Сравнить электрическое сопротивление переменному току алюминиевых шин.
Трубчатой D = 80 мм; d = 72 мм
- Свежие записи
- Нужно ли менять пружины при замене амортизаторов
- Скрипят амортизаторы на машине что делать
- Из чего состоит стойка амортизатора передняя
- Чем стянуть пружину амортизатора без стяжек
- Для чего нужны амортизаторы в автомобиле
🎦 Видео
Жёсткость шины и высота профиля. Размеры шин. Как выбрать.Скачать
Провода, токопровод, шиныСкачать
Шины с нарезанным протектором: в чем опасность и как распознать обманСкачать
Асимметричные шины с ненаправленным рисунком. Как правильно установить автошиныСкачать
Медные шины и алюминиевая шина АД31Скачать
Что нужно знать, прежде чем клевать на TreadwearСкачать
Жёсткость шины и высота профиля. Размеры шин. Как выбрать? На что влияет размер колес?Скачать
Как выбрать шины | Учимся правильно выбирать шины | Как определить усиленную боковину шиныСкачать
Всего за 2 минуты определить направление движения у колеса, если нет Никаких ОбозначенийСкачать
Как проверять Б/У шины на грыжи и другие дефекты | ShinSaleСкачать
ДАТА ВЫПУСКА ШИН /// как смотретьСкачать
На какую ось ставить новые шины | Правила перестановки шинСкачать
Что означает маркировка на шинах! Значение цифр и букв на резине.Скачать
Левые и правые шины. Асимметричные и направленные. Разница?Скачать
Асимметричные и направленные шиныСкачать
Об оптимальных пропорциях ширины и высоты шины и диска на бездорожье.Скачать
Машина без запаски: как пользоваться ремкомплектом?Скачать
