Politechnika Śląska 28.12.1999

Wydział Elektryczny

Elektroenergetyka

sem.VII

LABORATORIUM URZĄDZEŃ

ELEKTRYCZNYCH

Wyznaczanie parametrów cieplnych złożonego toru prądowego.

Ćwiczenie wykonali:

1. Popławski Piotr

2. Polowy Mariusz

3. Kuna Mirosław

4. Bryndza Dariusz

1. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest określenie schematu zastępczego kabla elektroenergetycznego, oraz zapoznanie się z metodami wyznaczania parametrów tego schematu. Przedstawienie niektórych zastosowań cieplnych schematów zastępczych.

2. Przebieg ćwiczenia:

Przez kabel YHAKX 1x70/25 przepuściliśmy prąd o natężeniu I=320A.

Odczytywaliśmy temperaturę żyły, ekranu i osłony w funkcji czasu przy stałej wartości przepływającego prądu.

Dane umieściliśmy w tabelach.

Tabela 1. Przebieg początkowy nagrzewania żyły kabla

Iż=320[A]
t[s]	0	10	20	30	40	50	60
θż[^oC]	5,14	6,12	7,96	9,51	9,70	10,87	11,65

Tabela 2. Przebieg nagrzewania żyły, ekranu, osłony kabla

żyła		ekran		osłona
t[s]	θ[^oC]	t[s]	θ[^oC]	t[s]	θ[^oC]
		20	4,7	40	4,1
60	15,5	80	5,8	100	3,5
120	19,0	140	7,0	160	5,8
180	20,9	200	8,1	220	6,4
240	23,3	260	9,9	280	7,7
300	25,2	320	11,6	340	9,7
360	27,1	380	13	400	10,9
420	29,1	440	14	460	11,8
480	31,1	500	15,7	520	13,6
540	33,0	560	17,5	580	13,6
600	34,9	620	18,4	640	15,5
680	36,1	700	19,4	720	16,9
740	37,8	760	21,1	780	17,5
800	39,2	820	21,7	840	19,0
860	41,2	880	23,3	900	19,4
920	42,1	940	24,6	960	21,3
980	43,5	1000	25,2	1020	21,7
1040	44,6	1060	25,2	1080	22,9
1100	46,2	1120	27,2	1140	23,3
1160	47,0	1180	28,1	1200	23,7
1220	48,1	1240	29,1	1260	24,8
1280	48,9	1300	29,5	1320	25,0
1340	50,1	1360	30,5	1380	26,0
1400	51,1	1420	31,1	1440	26,4
1460	52,4	1480	32,0	1500	27,4
1520	53,0	1540	32,6	1560	27,6
1580	54,2	1600	33,4	1620	28,7
1640	54,7	1660	34,2	1680	28,9
1700	55,5	1720	34,6	1740	29,1
1760	56,3	1780	33,0	1800	30,3
1820	57,1	1840	35,7	1860	30,1
1880	57,7	1900	36,5	1920	30,3
1940	58,2	1960	36,3	1980	31,4
2000	59,0	2020	36,9	2040	31,6
2060	60,0	2080	37,5	2100	31,8
2120	60,0	2140	37,5	2160	32,0
2180	60,2	2200	38,4	2220	33,0
2240	61,0	2260	38,8	2280	33,2
2300	61,7	2320	39,4	2340	34,6
2360	62,1	2380	40,0	2400	33,8
2420	62,5	2440	40,2	2460	33,4
2480	62,9	2500	40,4	2520	34,6
2540	62,9	2560	40,6	2580	34,6
2600	63,7	2620	40,8	2640	34,9
2660	64,1	2680	41,1	2700	34,9
2720	64,5	2740	41,5	2760	34,9

Badany kabel o symbolu YHAKX 1x70/25 ma:

-aluminiową żyłę o przekroju 70 mm²

-izolację z poletylenu termoplastycznego

-żyłę powrotną z drutów miedzianych

-powłokę polwinitową

3. Obliczanie pojemności cieplnej żyły.

• rezystancja jednostkowa żyły

- straty w żyle P_z

P_z = I²*R

P_z = 320²*0.00043 = 44.3 W/m

• Pojemność cieplna żyły

4. Obliczanie oporności cieplnych.

ΔP_z=44,3 W/m

założono, że:

P_p= 0,5ΔP_z gdzie: P_p - straty w powłoce metalowej

P_p=22,15W/m

a). Obliczanie oporności cieplnych w oparciu o dane materiałowe i geometryczne

S_i - opór cieplny izolacji

S_os - opór cieplny osłony

S_o- opór cieplny zewnętrzny

b). Obliczanie oporności cieplnych na podstawie wzorów teoretycznych

d_k = 27,7mm -średnica zewnętrzna kabla

 - współczynnik oddawania ciepła

_k=0,8 - współczynnik czerni powierzchni kabla

T_o=297 [K] temperatura otoczenia

_k=20 - przyrost temperatury powierzchni kabla względem otoczenia

δ = 5,7*10^-6 W/m²K⁴ - stała Stefana-Boltzmana

 = 206

S_o = 0,055

_i =0,25 W/m*K- współczynnik przewodzenia ciepła materiału izolacji

d₂ = 21,3mm - średnica izolacji fazowej

d₁ = 9,44mm - średnica żyły

S_i = 0,52

	Parametry cieplne wyznaczone na podstawie:
		pomiarów	wzorów teoretycznych
Si	0,51	0,52
Sos	0,105	-
So	0,164	0,055
Cz	408

5. Schemat zastępczy cieplny kable jednożylowego.

6. Obciążalność długotrwała kabla.

ΔΘ_d = 45K

I_dd =

---