Термическая стойкость медной шины

Сообщение №64216 от Life 380 Volt 24 января 2011 г. 20:12
Тема: Термическая стойкость медной шины

Добрый День, Уважаемые!
Подскажите мне в решении задачи, необходимо знать термическую стойкость шины на ударные токи короткого замыкания. Необходим хотя бы расчет или методика, шина одной полосы стандартного сечения, к примеру 120x10.

Начальные условия температура шины + 70 º С при температуре воздуха +25 º С, температура термической стойкости 300º С, раположение шины плашмя. Необходимо найти ее ударный пропускной ток в Амперах, чтобы она не посинела и не разволилась


Отклики на это сообщение:

> Начальные условия температура шины + 70 º С при температуре воздуха +25 º С, температура термической стойкости 300º С,

Из этого можно посчитать допустимую энергию на единичный объём меди.
Теплоёмкость меди 390 Дж/кг/град.

E/V = 390 * 8900 * (300 - 70) = 800 МДж/м3

> Необходимо найти ее ударный пропускной ток в Амперах

Для коротких времён будут не амперы, а параметр с размерностью A^2 * t.

Чтоб его найти (так как сопротивление с температурой будет меняться), надо или интеграл писать, или на компе симулировать, или воспользоваться интуицией. :)
Интуиция мне подсказывает, что надо удельное сопротивление меди принять равным 30 наноом*м.

Тогда удельная (на объём) мощность будет:

N/V = rho * j^2

А время, за которое медь разогреется до предела:

t = (E/V) / (N/V) = E / N = 800 МДж / 30 нОм / j^2

То есть, тот самый параметр будет равен

j^2 * t = 800 * 10^6 / 30 / 10^-9 = 27 * 10^15

Ну вот если взять шину 120*10 (S = 0.0012 м2) и пустить ток 1.2 МА, то время получится:

t = 27 * 10^15 * S^2 / i^2 = (27 * 10^15) * (1.44 * 10^-6) / (1.44 * 10^12) = 2.7 секунды.

При токе 120 кА расчётное время получится 270 секунд, но тут уже будет существенно охлаждение и фактическое время будет больше. Но вот на сколько больше, проще всего решить экспериментально.


Ну, на ошибки я не проверял, желающие могут порезвиться!!!


> Для коротких времён будут не амперы, а параметр с размерностью A^2 * t.

амперы в квадрате умножить на секунды


> При токе 120 кА расчётное время получится 270 секунд, но тут уже будет существенно охлаждение

Не, врядли — мощность будет почти полмегаватта.
Это при 10 кА охлаждение будет существенно.


Xan, здраствуйте!
Как найти термическую стойкость шин, хорошо сказано здесь
http://cr4.globalspec.com/thread/15009#comment152638

Iтермический = Сечение * Плотность тока(При температуре 200C) *0,8

0.8 - коэф. надежности
Плотность тока меди при определенной температуре, выбирают по каким-то номограммам или таблицам чтобы не считать. Только я таких не нашел


> Добрый День, Уважаемые!
> Подскажите мне в решении задачи, необходимо знать термическую стойкость шины на ударные токи короткого замыкания. Необходим хотя бы расчет или методика, шина одной полосы стандартного сечения, к примеру 120x10.

> Начальные условия температура шины + 70 º С при температуре воздуха +25 º С, температура термической стойкости 300º С, раположение шины плашмя. Необходимо найти ее ударный пропускной ток в Амперах, чтобы она не посинела и не разволилась

Термическая стойкость электрошин, если ограничен и известен верхний предел нагрева, не является самоцелью, т.к. речь идёт обударном токе, величина которого, кстати, напрасно не указана, поскольку нагрев шины до предла, при ударных токах, сопровождается ещё и большими электродинамическими усилиями между шинами и на изоляторы!
Первое - необходимо руководствоваться ПУЭ, в части температур нагрева и врмен обязательности сохранения термической и иной стойкости шин при ударных и кюзю токах. Если плевать на электродинамику, то достаточно по теплоёмкости меди и макс. допустимой температуре допустимый ударный ток, удовлетворяющий рекомендованным ПУЭ временам воздействия, 1, 3, 5, 10 мин!


Физика в анимациях - Купить диск - Тесты по физике - Графики on-line

Реклама:
Rambler's Top100