| Grupa: 3 | Temat ćwiczenia: Badanie obciążalności prądowej przewodów w szerokim zakresie temperatur |
Data wykonania: 14.10.2010 |
|---|---|---|
| Zespół: III | ||
| Jaszczur Jakub | Ocena zaliczenia ćwiczenia: | |
Jakub Jaszczur Marek Brdej Kamil Chemicz Robert Gołda Sebastian Grzywna Przemysław Zając Wojciech Koszmider |
||
Laboratorium Inżynierii Materiałowej AGH; EAIiE; Elektrotechnika 2010/2011 |
Schemat z opisem układu pomiarowego
Wyniki pomiarów
Pomiar odbywał się do momentu uzyskania tej samej temperatury przez okres jednej minuty. Temperatura rzeczywista to napięcie na mierniku pomnożone x2,5. Nagrzewanie odbywało się przy natężeniu prądu równym 40A.
| Przewód bez izolacji |
|---|
| Czas [s] |
| 0 |
| 10 |
| 20 |
| 30 |
| 40 |
| 50 |
| 60 |
| 70 |
| 80 |
| 90 |
| 100 |
| 110 |
| 120 |
| 130 |
| 140 |
| 150 |
| 160 |
| 170 |
| 180 |
| 190 |
| 200 |
| 210 |
| 220 |
| 230 |
| 240 |
| 250 |
| 260 |
| 270 |
| 280 |
| 290 |
| Przewód z izolacją |
|---|
| Czas [s] |
| 0 |
| 10 |
| 20 |
| 30 |
| 40 |
| 50 |
| 60 |
| 70 |
| 80 |
| 90 |
| 100 |
| 110 |
| 120 |
| 130 |
| 140 |
| 150 |
| 160 |
| 170 |
| 180 |
| 190 |
| 200 |
| 210 |
| 220 |
| 230 |
| 240 |
| 250 |
| 260 |
| 270 |
| 280 |
| 290 |
| 300 |
| 310 |
| 320 |
| 330 |
| 340 |
| 350 |
| 360 |
| 370 |
| 380 |
| 390 |
| 400 |
| 410 |
| 420 |
W kolejnym etapie ćwiczenia chłodziliśmy przewód pozbawiony izolacji ciekłym azotem i przepuszczaliśmy przez niego prąd rzędu 300A. Przewód nagrzewał się bardzo powoli, a jego temperatura przez długi czas wynosiła -137,5 ˚C
Przykładowe parametry przewodów
Dopuszczalna długotrwale obciążalność prądowa przewodów elektroenergetycznych z żyłami miedzianymi izolowanymi polwinitem lub polietylenem
| Przekrój żyły [mm2] | Dopuszczalna długotrwała obciążalność prądowa [A] w temperaturze otoczenia 25°C |
Spadek napięcia [mV/(Am)] wzdłuż pojedynczej żyły o długości 1 m, przy przepływie prądu 1 A, dla dopuszczalnej temperatury żyły 70°C |
|---|---|---|
| 0,5 | 9 | 47 |
| 0,75 | 12 | 31 |
| 1,0 | 14 | 23 |
| 1,5 | 18 | 16 |
| 2,5 | 25 | 9,6 |
| 4 | 34 | 5,9 |
| 6 | 44 | 4,0 |
| 10 | 60 | 2,3 |
Długotrwała obciążalność prądowa ułożonych w powietrzu, w temperaturze 25°C, przewodów i kabli dla zastosowań w elektronice i automatyce, z żyłami miedzianymi izolowanymi polwinitem lub polietylenem
| Przekrój żyły [mm2] |
Długotrwała obciążalność prądowa [A] powodująca wzrost temperatury żyły o |
Spadek napięcia [mV/(Am)] wzdłuż pojedynczej żyły o długości 1 m, przy przepływie prądu 1 A, dla temperatury żyły |
|---|---|---|
| 10°C | 35°C | |
| 0,05 | 0,6 | 1,1 |
| 0,08 | 0,9 | 1,6 |
| 0,12 | 1,2 | 2,2 |
| 0,14 | 1,4 | 2,5 |
| 0,15 | 1,5 | 2,7 |
| 0,20 | 1,8 | 3,2 |
| 0,22 | 2,0 | 3,5 |
| 0,25 | 2,1 | 3,8 |
| 0,34 | 2,6 | 4,7 |
| 0,38 | 2,8 | 4,9 |
| 0,5 | 3,3 | 5,9 |
| 0,75 | 4,3 | 7,6 |
| 1,0 | 5,2 | 9,1 |
| 1,5 | 6,7 | 12 |
| 2,5 | 9,3 | 16 |
Wnioski i uwagi dotyczące wykonania ćwiczenia
Przy długotrwałym obciążeniu przewodu następuje jego nagrzewanie się. Wzrost temperatury jest funkcją wykładniczą, podobnie jak jego ochładzanie się po usunięciu obciążenia. Niedokładność pomiaru spowodowana rozdzielczością miernika temperatury (miliwoltomierza) spowodowała „schodki” na charakterystykach, stąd wykres znacznie odbiega od teorii, niemniej można zaobserwować wydłużanie się czasu nagrzewania lub ochładzania o kolejne wartości temperatury. W niskich temperaturach (ciekły azot,) przez przewód możemy przepuścić znacznie większy prąd (dziesięciokrotnie większy niż w temperaturze pokojowej bez nagrzewania się). Na długotrwałą obciążalność przewodu ma wpływ jego przekrój (im większy tym większa wartość prądu przy tej samej temperaturze przewodu). Przewody izolowane gorzej odprowadzają nadmiar ciepła, przez co istnieje większe ryzyko ich uszkodzenia.