Politechnika Śląska Specjalność: EE

w Gliwicach Semestr: VI

Wydział Elektryczny

LABORATORIUM

Z

ELEKTROENERGETYKI

Temat ćwiczenia :

WYZNACZANIE OBCIĄŻALNOŚCI PRĄDOWEJ PRZEWODÓW GOŁYCH

Sekcja 1:

Barbara Wojtysiak

Krzysztof Czaplok

Mariusz Juraszus

Mariusz Kosiorz

Michał Łypaczewski

Gliwice, marzec 1999 r.

Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia było poznanie zjawisk cieplnych, zachodzących w przewodach gołych, wielkości charakterystycznych dla tych zjawisk takich jak: stała czasowa, prąd dopuszczalny długotrwale ,prąd dopuszczalny dorywczy , prąd dopuszczalny przerywany
, a także ich wpływ na proces nagrzewania się i obciążalność prądową przewodów gołych, pracujących w różnych warunkach.

Program ćwiczenia

Program ćwiczenia obejmował:

• wyznaczenie cieplnej stałej czasowej T i współczynnika oddawania ciepła ,

• wyznaczenie obciążalności prądowej długotrwałej I_dd,

• Wyznaczenie obciążalności prądowej przy obciążeniu przerywanym.

Schemat ideowy do wyznaczania obciążalności prądowej przewodów gołych.

B - bezpiecznik

W - wyłącznik

D - dławik regulacyjny

TW - transformator wielkoprądowy

PP - przekładnik prądowy

P - przewód badany

TT - termometr trmistorowy

• Krzywa nagrzewania.

Czas	Nagrzewanie		Stygnięcie
min	[mV]	[^oC]	[mV]	[^oC]
0,00	0,02	0,4	1,43	26,8
0,25	0,11	2,1	1,37	25,7
0,50	0,19	3,6	1,29	24,2
0,75	0,26	4,9	1,21	22,7
1,00	0,32	6,0	1,14	21,3
1,25	0,39	7,3	1,08	20,2
1,50	0,45	8,4	1,01	18,9
1,75	0,51	9,6	0,95	17,8
2,00	0,56	10,5	0,89	16,7
2,50	0,65	12,2	0,78	14,6
3,00	0,73	13,7	0,70	13,1
3,50	0,79	14,8	0,63	11,8
4,00	0,84	15,7	0,56	10,5
4,50	0,91	17,0	0,51	9,6
5,00	0,95	17,8	0,46	8,6
6,00	1,03	19,3	0,37	6,9
7,00	1,07	20,0	0,30	5,6
8,00	1,12	21,0	0,25	4,7
9,00	1,15	21,5	0,21	3,9
10,00	1,19	22,3	0,18	3,4
11,00	1,22	22,8	0,15	2,8
12,00	1,24	23,2	0,12	2,2
13,00	1,28	24,0	0,10	1,9
14,00	1,31	24,5	0,09	1,7
15,00	1,34	25,1	0,08	1,5
17,50	1,39	26,0	0,05	0,9
20,00	1,43	26,8	0,04	0,7

Nagrzewanie przewodu przy prądzie przerywanym.

czas [s]	Nagrzewanie (0-2 min.)		Stygnięcie (2-4 min.)		Nagrzewanie (4-6 min.)		Stygnięcie (6-8 min.)		Nagrzewanie (8-10 min.)
		[mV]	[^oC]	[mV]	[^oC]	[mV]	[^oC]	[mV]	[^oC]	[mV]	[^oC]
0	0,03	0,6	0,60	11,2	0,41	7,7	0,75	14,0	0,50	9,4
15	0,12	2,2	0,58	10,9	0,45	8,4	0,73	13,7	0,54	10,1
30	0,20	3,7	0,55	10,3	0,51	9,6	0,70	13,1	0,58	10,9
45	0,28	5,2	0,53	9,9	0,55	10,3	0,65	12,2	0,61	11,4
60	0,35	6,6	0,50	9,4	0,61	11,4	0,62	11,6	0,65	12,2
75	0,42	7,9	0,48	9,0	0,64	12,0	0,59	11,0	0,70	13,1
90	0,49	9,2	0,45	8,4	0,68	12,7	0,56	10,5	0,72	13,5
105	0,55	10,3	0,43	8,1	0,72	13,5	0,53	9,9	0,75	14,0
120	0,60	11,2	0,41	7,7	0,75	14,0	0,50	9,4	0,79	14,8

• Wyznaczenie obciążalności prądowej długotrwale.

gdzie: ob.   ,

υ_dd =  ^C,

υ_u  , ^oC,

υ_ = 25 ^oC

• Wyznaczenie przyrostu ustalonego temperatury przewodu ν_u, cieplnej stałej czasowej nagrzewania T_n i stygnięcia T_s

gdzie: υ_ przyrost temperatury po czasie t₁,

υ_  przyrost temperatury po czasie t₂ =2t₁

t1 [min]	υ ^oC]	Tn [min]	Ts [min]
1	24,0	3,5	4,1
3	23,2	3,3	4,7
4	23,7	3,7	4,9
5	23,8	3,6	5,3
10	27,9	6,2	6,3
Średnia	24,5	4,1	5,1

• Obliczenie obciążalności prądowej przerywanej.

gdzie: I_dd = 97,7 A,

t_a = t_b = 2 min.

T = 4,6 min.

Wnioski.

Przeprowadzone ćwiczenie pozwoliło zapoznać się nam z zagadnieniami nagrzewania się torów prądowych pod wpływem przepływającego prądu.

Na podstawie przeprowadzonych pomiarów wyznaczyliśmy następujące charakterystyczne wielości:

1. Obciążalność prądowa długotrwała I_dd, którą wyliczyliśmy na 97,7 A..
   Jest to wartość zbliżona do wartości podawanej w tabelach i wynoszącej 95,0 A. Niewielka różnica mogła być spowodowana niedokładnością oszacowania temperatury otoczenia, jak również niedokładnością pomiaru prądu obciążenia.

1. Obciążalność prądowa przerywana I_dp równa jest 125 A. Wartość tego prądu zależy od długości trwania przerwy i obciążenia i im dłuższe przerwy
   w stosunku do momentów obciążenia, tym prąd ten jest wyższy. Związane jest to
   z tym, iż wzrost temperatury w poszczególnych cyklach obciążenia jest kompensowany przez ochłodzenie w cyklach przerwy i im krótszy czas obciążenia tym krótszy czas nagrzewania i dłuższy studzenia. A więc sumaryczny przyrost temperatury jest wolniejszy.

1. Obciążalność prądowa dorywcza I_ddor , która jest równa 122,1 A. Podobnie jak poprzednio wartość tego prądu jest wyższa od I_dd i jest zależna od stosunku czasu przepływu prądu do cieplnej stałej czasowej. Im czas ten jest krótszy, tym wartość tego prądu jest większa i jak poprzednio jest to związane z tym, iż przewód posiadający jakąś cieplną stałą czasową, pod wpływem prądu większego od prądu I_dd ale trwającego krócej niż stała czasowa, nie spowoduje przekroczenia temperatury dopuszczalnej długotrwale.

A

B

PP

W

D

TW

P

TT

220 V

V

A

A₁

A

---