AKADEMIA GÓRNICZO HUTNICZA im. Stanisława Staszica w Krakowie
Laboratorium: Urządzenia Elektryczne
rok: III	wydział: EAiE	kierunek: ELEKTROTECHNIKA	specjalność: AiM
grupa ćwiczeniowa: D Krzysztof Duda Dariusz Garduła Wojciech Gądek Paweł Mastalski		data wykonania ćwiczenia: 06.03.1996	data oddania ćwiczenia: ocena:

Temat: Badanie obciążalności prądowej przewodów elektroenergetycznych.

1.Wstęp.

Badaniom podlegały szyna oraz linka aluminiowa. Poniżej zestawiamy dane aluminium potrzebne do wykonania obliczeń:

• temperatura otoczenia υ=22 ^OC

• ciepło właściwe aluminium

• rezystywność aluminium

Wzory do wyznaczenia:

• stałej cieplnej czasowej:

• (w przypadku szyny)

• współczynnika przejmowania ciepła:

• długotrwałej obciążalności przewodu:

• graniczna temperatura dla szyny: υ=70 ^OC

• graniczna temperatura dla linki: υ=65 ^OC

2. Pomiary charakterystyk nagrzewania szyn przy obciążeniu długotrwałym.

Przedmiotem badań jest szyna AP 40x5 ułożona na żebro:

rejestrator o stałej 3 min 20 sek na 1 cm (200 [s/cm])

• przekrój
  

• powierzchnia zewnętrzna jednostki długości szyny
  

• szyna nagrzewana prądem 500 [A]

szyna	υu [^OC]	T [s]	k [W/m^2 OK]	Idd [A]
niemalowana	73	700	7.93	503
malowana	58	480	11.57	621

2. Nagrzewanie linki aluminiowej

stała termopary wynosi 0.04 [mV/K]

Przedmiotem badań jest linka aluminiowa Al-16:

• przekrój
  

• powierzchnia zewnętrzna jednostki długości szyny

• linkę nagrzewano prądem I=75 [A]

• wyniki pomiarów odczytywano co 15 [s]

a) nagrzewanie bez wentylacji:

t [s]	U [mV]	Δυ [^OC]
0	0	0
15	0.16	4
30	0.25	6.25
45	0.35	8.75
60	0.44	11
75	0.53	13.25
90	0.61	15.25
105	0.67	16.75
120	0.74	18.5
135	0.79	19.75
150	0.84	21
165	0.88	22
180	0.91	22.75
195	0.95	23.75
210	0.99	24.75
225	1.02	25.5
240	1.05	26.25
255	1.08	27
270	1.11	27.75
285	1.15	28.75
300	1.18	29.5
315	1.2	30
330	1.24	31
345	1.27	31.75
360	1.28	32
375	1.31	32.75
390	1.32	33
405	1.33	33.25
420	1.34	33.5
435	1.34	33.5
450	1.34	33.5
465	1.35	33.75
480	1.36	34

b) nagrzewanie z wentylacją

t [s]	U [mV]	Δυ [^OC]
0	0.03	0.75
15	0.15	3.75
30	0.25	6.25
45	0.32	8
60	0.4	10
75	0.46	11.5
90	0.5	12.5
105	0.55	13.75
120	0.58	14.5
135	0.61	15.25
150	0.61	15.25
165	0.63	15.75
180	0.65	16.25
195	0.67	16.75
210	0.69	17.25
225	0.69	17.25
240	0.71	17.75
255	0.72	18
270	0.73	18.25
285	0.73	18.25
300	0.73	18.25
315	0.73	18.25
330	0.75	18.75
345	0.76	19
360	0.77	19.25
375	0.77	19.25
390	0.76	19
405	0.76	19
420	0.77	19.25
435	0.76	19
450	0.77	19.25
465	0.77	19.25
480	0.77	19.25

linka	υu [^OC]	T [s]	k [W/m^2 OK]	Idd [A]
bez chłodzenia	55	166	17	80.2
z chłodzeniem	39.25	83	34	113.5

3. Nagrzewanie linki aluminiowej przy obciążeniu zmiennym (bez wentylacji).

Idd=75 [A], T=166 [s],
.

I [A]	t [s]	U [mV]
100	0	0.06	1,5
	15	0.24	6
	30	0.52	13
	45	0,71	17,75
	60	0,9	22,5	102
80	75	1.01	25,25
	90	1.1	27,5
	115	1.15	28,75
	120	1.22	30,5	50,5
120	135	1.48	36,25
	150	1.75	43,75
	165	2	50
	180	2.23	55,75	75,75

Na podstawie wycinka charakterystyki Wolfa określiliśmy maksymalny przyrost temperatury wynoszący 58.5 ^OC. Posiadając tę wartość możemy określić dopuszczalną wartość zastępczą prądu obciążeniowego zmiennego według wzoru:

Dla naszego przypadku wartość ta wynosi I_DZ=73.6 A.

Wnioski:

Podczas badania szyn bardzo wyraźnie można zauważyć zasadnicze różnice pomiędzy szyną malowaną i niemalowaną. Analizując wyniki dochodzimy do wniosku, że w przypadku szyn malowanych możemy je obciążyć większym prądem niż szynę o takich samych parametrach lecz niemalowaną.

Przy badaniu przewodów giętkich zauważalna różnica jest pomiędzy stałymi cieplnymi czasowymi w przypadku nagrzewania z wentylacją i bez wentylacji. Gdy istnieje możliwość wymuszonego chłodzenia przewodu możemy zwiększyć wartość płynącego przez niego prądu.

Wszystkie prądy obliczane jako wartości dopuszczalne są zbliżone do odpowiednich wartości w tablicach.