Для построения температурного поля рассчитанного предохранителя воспользуемся пакетом MATLAB.
В пакете MATLAB имеется инструмент для решения дифференциальных уравнений в частных производных – pdetool. Воспользуемся им для решения поставленной задачи.
Расчетная модель предохранителя с расположением плавких вставок внутри и указанием размеров в миллиметрах представлена на рис.4.6.
Рис. 4.6. Расчетная модель предохранителя
Подставив данное выражение в pdetool, и задав значения коэффициентов теплопередачи, найдем распределение температур в установившемся режиме.
Результаты расчета представлены на рис.4.7.
Color: T
Рис. 4.7. Результаты расчета предохранителя
Из рис. 4.7 видно, что температура проволочек внутри предохранителя не больше 47 оС. Температура фарфорового патрона находится в диапазоне 20:30 оС, что соответствует требованиям по нагреву предъявляемым ГОСТ 2213-17.
Данная модель работает только при токах, близких к номинальным. При увеличении токов до значений короткого замыкания модель перестает работать. Это связано с несовершенством численных методов, относительно расчета больших энергий заключенных в очень маленьких объемах. В данном случае эта энергия заключена в проволоках диаметром d = 0.3 мм.
Для рассмотрения применения данной модели предохранителя в эксплуатации, необходимо произвести исследования для определения отключающей способности данного предохранителя.
Выводы по главе 4:
- Произведен расчет предохранителя на номинальный ток 80 А в одинарном исполнении. Характеристика полученного предохранителя совпадает с характеристикой ПКТ-103 в областях больших токов (1650 А и более), и имеет расхождения при меньших токах.
- Рассчитана модель предохранителя при пограничном токе. Показана работоспособность предлагаемой модели.
- Для возможности применения данного предохранителя в эксплуатации, в частности в ВН-ВП, требуется дальнейшее исследование данной конструкции, включая опыты по определению времени горения дуги и отключающей способности.
