Глава νιιι
Испытательные установки и методы испытания аппаратов высокого напряжения на термическую и электродинамическую устойчивость
Основные законы теплового излучения
При нагревании тела часть тепловой энергии превращается в лучистую энергию. Количество лучистой энергии зависит от температуры тела, которая является основной причиной появления сложных внутриатомных возмущений и перехода части тепловой энергии в лучистую. Проявлением и носителем лучистой энергии являются электромагнитные колебания. Световые и инфракрасные лучи (длина волны 0,5-20 мкм), энергия которых при поглощении телами вновь переходит в тепловую, характеризуют тепловое излучение или лучеиспускание.
Световые (видимые) лучи имеют длину волны 0,4-0,8 мкм, а тепловые — 0,8-400 мкм.
Количество лучистой энергии Q, эквивалентное одной большой калории, принимается за единицу и выражается в ккал/ч. Количество энергии, излучаемое в единицу времени единицей поверхности, называется лучеиспускательной способностью тела и обозначается
(VIII-1)
Если какое-либо тело полностью поглощает всю падающую лучистую энергию, то такое тело называется абсолютно черным.
Допустимые температуры нагрева токоведущих элементов и изоляции при длительно протекающем номинальном токе и при кратковременных токах короткого замыкания
При длительном протекании номинального тока токоведущие части электрических аппаратов и изоляция их нагреваются выделяющейся тепловой энергией. Действующими стандартами установлены допустимые температуры нагрева элементов аппаратов. Для изолированных токоведущих частей, согласно ГОСТ 8865—58, значения допустимых температур для основных видов изоляции даны в табл. 23. Температура нагрева, согласно стандарту, ограничивается нагревостойкостью изоляции. По нагревостойкости изоляция разделена на семь классов.
Превышение допустимых температур нагрева будет приводить к ускоренному старению изоляции и снижению срока службы в эксплуатации. Допустимые температуры нагрева частей электрических аппаратов представлены в табл. 24. Эти температуры характеризуют режим длительного нагрева. В качестве расчетной температуры окружающей среды принимается 35 С.
При другом значении температуры окружающей среды — θ0 допустимый ток нагрузки на аппарат можно определить по формуле
(VIII-40)
где Iд — допустимый ток нагрузки при θ0=35 С.
Таблица 23
Допустимые температуры в наиболее нагретых точках при длительной работе для основных видов изоляции (по ГОСТ 8865—58)
Обозначение класса нагревостойкости | Температура, характеризующая нагревостойкость материалов данного класса, °C | Краткая характеристика электроизоляционных материалов, соответствующих данному классу нагревостойкости |
У | 90 | Не пропитанные и не погруженные в жидкий электроизоляционный материал волокнистые материалы из целлюлозы и шелка, а также соответствующие данному классу другие материалы и другие сочетания материалов (текстильные материалы на основе: хлопка, натурального шелка; целлюлозные электроизоляционные бумаги; картоны и фибры, древесины, пластмассы с органическим наполнителем и т. д.) |
А | 105 | Пропитанные или погруженные в жидкий электроизоляционный материал волокнистые материалы из целлюлозы или шелка, а также соответствующие данному классу другие материалы и другие сочетания материалов (материалы класса У, лакоткани и лакочулки на основе хлопчатобумажной пряжи, натурального шелка, лакобумаги и т. д.) |
Е | 120 | Некоторые синтетические, органические пленки, а также соответствующие данному классу другие материалы и другие сочетания материалов (пластмассы с органическим наполнителем, слоистые пластики на основе целлюлозных бумаг и тканей и т. д., пропитанные термореактивными смолами и т. д.) |
В | 130 | Материалы на основе слюды (в том числе на органических подложках), асбеста и стекловолокна, применяемые с органическими связующими и пропитывающими составами, а также соответствующие данному классу другие материалы и другие сочетания материалов (стеклолакоткани и стеклочулки, щипанная слюда, асбестовые волокнистые материалы с органическим связующим шеллаком, глифтальбакелитовым лаком т. д.) |
F | 155 | Материалы на основе слюды, асбеста и стекловолокна, применяемые в сочетании с синтетическими связующими и пропитывающими составами, а также соответствующие данному классу другие материалы и другие сочетания материалов (материалы на основе щипанной слюды без подложки или с неорганической подложкой, стекловолокнистая и асбестовая изоляции проводов, пропитанных соответствующими данному классу по нагревостойкости лаками и смолами, кремнийорганические лаки и смолы и т. д.) |
| 180 | Материалы на основе слюды, асбеста и стекловолокна, применяемые в сочетании с кремнийорганическими связующими и пропитывающими составами, а также соответствующие данному классу другие материалы и другие сочетания материалов (асбоцемент, асбестовые материалы, пряжи, ткани, бумаги, материалы на основе щипанной слюды без подложки или с неорганической подложкой, пропитанных кремнийорганическими лаками и т. д.) |
С | Более 180 | Слюда, керамические материалы, стекло, кварц, применяемые без связующих составов или с элементоорганическими связывающими составами, а также соответствующие данному классу другие материалы и другие сочетания материалов. |
В режиме короткого замыкания ток короткого замыкания протекает кратковременно, порядка нескольких секунд, поэтому допускаются более высокие предельно допустимые температуры нагрева, как это видно из табл. 25.
Таблица 24
Допустимые температуры нагрева частей аппаратов (ГОСТ 8024—56 и 2758—53)
Предельно допустимые температуры нагрева частей аппаратов токами короткого замыкания
Таблица 25
Элементы электрического аппарата рассчитываются на ток короткого замыкания, который выдерживается аппаратом без превышения допустимой температуры нагрева и соответствует стандарту.
