Лекция 8. Тораптарды токтасмалдағыштармен жүргізу

Өнеркәсіп цехтарында көп жағдайда станоктар мен жабдықтардың орын ауыстырылуы және қайта жобалануы болады. Жабдықтардың орнын ауыстырған кезде оқшауланғыш сымдармен жасалған желілерді ауыстыруға тура келеді. Оқшаулатқыш сымдармен жасалған құбырларда орналастырылған өткізгіштерді технологиялық жабдықтардың орынауыстыруына икемдеу қиын. Бұл жабық тең өткізгіштерді, шиналарды жасап шығаруға әкеп соқты, шиналар оқшаулатқыштарда және торапқа салған күйде орналастырылады.

Жабық ток өткізгіштер электр қабылдағыштарды қоректендірудің магистральды схемасының ыңғайлы конструкциясы болып табылады. Әсіресе көп орын алған штепсельді ток өткізгіштер, олар электр қабылдағыштың үлкен көлемде жалғануын қамтамасыз етеді. Жабық ток өткізгіштер заводтарда жасалынады және тік учаскелерден комплектті түрінде – секциялардан тұрады, олар бірқатар секциялардың тізбектей жалғануы үшін өтпелі элементтермен қамтамасыздандырылған, тармақтану құрылғылары (бұрыштық, үшбұрыштық және крестік) сонымен қатар емізілмелі қораптардан тұрады.

Ток өткізгіштер тіректерде орнатылады немесе подвескаларға ілінеді. Өзінің тағайындалуына байланысты ток өткізгіштер таратушы және магистральды болып бөлінеді. Тармақталған қораптар қорғаныс үшін және тармақталуды өшіру үшін (сақтандырғыштар, автоматтар және ажыратқыштар) тармақталуды өшіруші аппараттарға ие. Қораптардың көп бөлігінің құрылымдары тармақталуды штанганың көмегімен еденнен өшіруге мүмкіндік береді. Енгізілмелі қораптар құбырда немесе кабельмен оқшауланған сымдармен жасалған, қоректендіру линиясына ток өткізгішті қосу үшін қызмет етеді.

Лекция 9. Өткізгіштер мен кабельдердің электр тоғының әсерінен ысуы және оны қызып кетуден сақтау

Электр тоғы өткізгіштің қызуын тудырады. Осы кезде шығарылатын жылу мөлшері өткізгіштің активті қарсыласуына, тоқтың пропорционалдық квадратына және тоқтың шығу уақытына:

Q=I² Rt,

мұнда: Q – жылу мөлшері, дж;

I – ток, а;

R – өткізгіштің қарсыласуы, Ом;

t – уақыт, сек.

Жылу бөлінудің әсерінен өткізгіш температурасы көтеріліп ол қоршаған ортаға беріледі. Өткізгіштің температурасының өсуі жылудың өткізгіштің температурасының өсуі жылудың бірқалыпқа келуіне дейін жалғасады. Тоқтың мөлшері қанша болса, соғұрлым температура да жоғары болады.

Өткізгіштің температурасы ұзақ уақыт тоқ өтсе де, сыртқы температура бір қалыпты болса өткізгіш температурасыда бірқалыпты болады. Тәжірибеде көбіне температураның абсолютті көлеміне емес, қызудың температурасының көлеміне мән береді. Ол сыртқы орта мен өткізгіштің температурасының өзгерісіне тең:

τ =σ_пр – σ_ср

Лекция 10. Жылу бойынша кабельдер мен өткізгіштердің ұзақ уақытқа рұқсат етілген жүктемесі

Кез-келген өткізгіштегі ұзақ уақыт жүрген тоққа сыртқы орта температурасының әсерінен қалыпты температура орнайды. Ұзақ уақыт жүрген тоқтың шамасы ұзақ уақыт рұқсат етілген тоқтың жүктемесі деп аталады. Ұзақ уақыт рұқсат етілген тоқтың шамасы өткізгіштің көлденең қимасына, оқшаулама материалына және орналастыру әдісіне байланысты. Өткізгіштер мен кабельдерді жұмыс істеу режимі де әсер етеді. Ұзақ уақыт рұқсат етілген тоқ шамасы көп болады.

Қоршаған орта температурасы жыл мерзіміне, ауданға байланысты рұқсат етілген тоқтық жүктеме кестесі беріледі. Ғимарат ішіндегі және сыртындағы ауа температурасы 25⁰ С болып алынады. 0,7 – 0,8 м тереңдікке орналасқан кабель үшін жер температурасы 15⁰ С, (жылулық Ом · см) жердің меншікті кедергісінде. Өткізгіштермен кабельдердің ұзақ уақыт рұқсат етілген тоқтық жүктемесі, алынған температураның бастапқы және соңғы мәніне байланысты жылулық есеп бойынша формуламен анықталады. Бірақ есептеудің қиындығына байланысты тәжірибеде дайын кестені қолданады. Кестеде көрсетілген тоқтың жүктеме мәнін қарап, өткізгіштер мен кабельдердің көлденең қимасы өскен сайын рұқсат етілген тоқтың көлденең қимамен тоқтың тығыздығына қатынасы азаяды. Бұл өткізгіштердің көлденең кимасы диаметр еселігіне пропорционал өседі. ( ), ал өткізгіштің жоғарғы қабаты диаметрдің бірінші еселігіне (F=πdl) пропорционал өседі. Сондықтан көлденең қимасының өсуіне қарай жоғарғы қабатының суыту шамасы, көлденең қимасының бірлігіне байланысты кемиді, бұл суыту жағдайын нашарлатады.

Көлденең қимасын таңдауда бір өткізгіштің немесе кабельдің орнына екі көлденең қимасы кішісін таңдаған жөн. Мысалы 1 кВ кернеуге СБ маркалы көлденең қимасы 3х120мм² кабель үшін рұқсат етілген тоғы 390 а. Ал егер осы кабельді екі сол маркалы бірақ, көлденең қимасы 3х50мм² кабель үшін рұқсат етілген тоқ 2х235х0,9=403 а. Бұдан түсті металлды үнемдейміз. Әрине бұл жұмыс уақытын ұзартады, сол үшін бұл әдісті жиі қолданбаймыз.

Орналастыру әдісіне байланысты әр түрлі өткізгіштердің мәндерін біле отырып, кез-келген есепті шешуге болады. Жалаң өткізгіштермен жасалған ауа желілерін мысалға алайық.

Ұзақ уақыт рұқсат етілген тоқ I_доп, кедергісі R өткізгішпен өте, уақыт бірлігінде жылу бөледі.

Q=I²_доп R, дж/сек.

Қоршаған ортаға жалаң өткізгіштің жоғарғы қабатымен берілетін жылу шамасы келесі формуламен анықталады:

Q=CF(σ_доп – σ_ср),

мұнда: С – өткізгіштің жалаң қабатының жылу беру коэффициенті (2,3 · 10^-3

вт/см² · град, алынуы мүмкін);

F – өткізгіштің жоғарғы қабаты, см²;

σ_доп – өткізгіштің ұзақ уақыт рұқсат етілген температурасы, ⁰ С.

σ_ср – ортаның алынған температурасы, ⁰ С.

Жалаң өткізгіштерде, ашық ауа орналасқан, жылу берілуі конвекциямен аз шамада сәуле шығарумен жүзеге асады.

Сондықтан ұзақ уақыт рұқсат етілген тоқта I_доп өткізгішпен берілген жылу шамасы ортаға берілген жылу шамасына тең

I²_доп R=CF(σ_доп – σ_ср).

Өткізгіштің жоғарқы қабаты

F=10πdl,

ал өткізгіш кедергісі

,

мұнда: l – өткізгіш ұзындығы, м;

- өткізгіш материалының меншікті өткізгіштігі, ;

s – өткізгіштің көлденең қимасының ауданы, мм²;

d – өткізгіш диаметрі, мм.