Nr ćwiczenia: W4	Temat: Badanie obciążalności prądowej przewodów elektroenergetycznych.	Grupa laboratoryjna: B ( Rafał Kubecki )
Wydział Energetyki i Paliw			Energetyka gr. 3 rok III Godz. 8:00-9:30
Data wykonania ćwiczenia: 03.12.09	Uwagi:	Data oddania sprawozdania: 07.01.10

1. Cel ćwiczenia:
   Badanie obciążalności prądowej przewodów elektroenergetycznych:

a) wyznaczenie charakterystyki nagrzewania dla przewodów giętkich:

• przewodu aluminiowego Al-75

• przewodu miedzianego Cu-95

b) wyznaczenie stałej nagrzewania dla przewodów twardych.

2. Schemat stanowiska dla przewodów giętkich:

3. Tabele i wykresy - obciążalność prądowa przewodów giętkich:

Al-75
Nagrzewanie			Chłodzenie konwekcyjne
czas [s]	napięcie [mV]	temperatura [^OC]	czas [s]	napięcie [mV]	temperatura [^OC]
0	0,1	26,1	15	1,12	51,6
15	0,21	28,9	30	1,101	51,1
30	0,34	32,1	45	0,92	46,6
45	0,45	34,9	60	0,85	44,9
60	0,55	37,4	75	0,76	42,6
75	0,6	38,6	90	0,69	40,9
90	0,65	39,9	105	0,61	38,9
105	0,73	41,9	120	0,57	37,9
120	0,8	43,6	135	0,5	36,1
135	0,85	44,9	150	0,48	35,6
150	0,89	45,9	165	0,42	34,1
165	0,92	46,6	180	0,4	33,6
180	0,95	47,4	195	0,35	32,4
195	0,95	47,4	210	0,33	31,9
210	1	48,6	225	3	98,6
225	1,05	49,9	240	0,28	30,6
240	1,05	49,9	255	0,25	29,9
255	1,1	51,1	270	0,22	29,1
270	1,12	51,6	285	0,22	29,1
285	1,12	51,6	300	0,19	28,4
300	1,12	51,6	315	0,17	27,9
			330	0,17	27,9



















Cu-95
			Chłodzenie wymuszone
czas [s]	napięcie [mV]	temperatura [^0C]	czas [s]	napięcie [mV]	temperatura[^0C]
0	0	23,6	0	1,36	57,6
15	0,11	26,4	15	1,25	54,85
30	0,21	28,9	30	1,12	51,6
45	0,31	31,4	45	1	48,6
60	0,4	33,6	60	0,92	46,6
75	0,51	36,4	75	0,85	44,85
90	0,59	38,4	90	0,76	42,6
105	0,68	40,6	105	0,68	40,6
120	0,75	42,4	120	0,62	39,1
135	0,81	43,9	135	0,55	37,35
150	0,85	44,9	150	0,46	35,1
165	0,91	46,4	165	0,42	34,1
180	0,97	47,9	180	0,37	32,85
195	1,01	48,9	195	0,34	32,1
210	1,05	49,9	210	0,3	31,1
225	1,1	51,1	225	0,28	30,6
240	1,12	51,6	240	0,25	29,85
255	1,18	53,1	255	0,22	29,1
270	1,21	53,9	270	0,19	28,35
285	1,25	54,9	285	0,16	27,6
300	1,27	55,4	300	0,14	27,1
315	1,3	56,1	315	0,13	26,85
330	1,34	57,1
345	1,36	57,6
360	1,36	57,6
375	1,36	57,6
















Wyznaczone stałe czasowe nagrzewania:

T_Al = 125 s

T_Cu = 142 s

Wnioski

Wnioskując z charakterystyk przy stałym obciążeniu przewody osiągają pewną temperaturę maksymalną , której nie przekraczają. Można zatem powiedzieć, że przewody należy projektować tak, aby ich ustalona temperatura przy maksymalnym przewidywanym obciążeniu nie przekroczyła temperatury dopuszczalnej. Jak widać po stałych czasowych miedź posiada znacznie większą pojemność cieplną od aluminium, co można w przypadku linii energetycznych uznać za wadę. Przypadkowe przegrzanie przewodu ze względu na słabe oddawania ciepła do otoczenia może stać się źródłem uszkodzeń linii.

4. Obciążalność prądowa przewodów sztywnych

W tym doświadczeniu porównywaliśmy nagrzewanie oraz schładzanie się szyn aluminiowych z których jedna była pomalowana.

5. Schemat stanowiska:




Wnioski


Jak widać z wykresu szyna która była pomalowana lakierem nagrzała się do większej temperatury. Jest to spowodowane zmniejszeniem możliwości oddawania przez szynę ciepła do otoczenia. Takie działanie nie wpływa pozytywnie na szyny elektryczne, ponieważ bardziej się nagrzewają co wpływa na rezystancję toru prądowego. Określone stałe czasowe obrazują również, że w przypadku nagrzewania szyna pomalowana znacznie szybciej osiągnęła stan termicznie ustalony niż szyna niemalowana. Przeciwnie było w przypadku chłodzenia. Tak więc z termodynamicznego punktu widzenia izolowanie przewodów wpływa niekorzystnie na ich warunki pracy. Najlepszym rozwiązaniem technologicznym byłoby znalezienie materiału elektroizolacyjnego o dużym współczynniki przewodności cieplnej.

t [s]

ξ_s - ξ_a

ξ - ξ_a

ξ - ξ_a

t [s]

ξ - ξ_a

t [s]

ξ - ξ_a

ξ_s - ξ_a

t [s]

0,63(ξ_s - ξ_a)

T_Cu

0,63(ξ_s - ξ_a)

T_Al