Методика приближенного расчета ПП

Расчет пограничного тока и защитной характеристики ПП (рис. 3.4) обычно довольно сложен, если учитывать влияние всех определяющих факторов.

Остановимся лишь на некоторых, наиболее простых расчетах, относящихся к открытым плавким вставкам в воздухе и к засыпным предохранителям.

 

Рис. 3.4. Диаграммы к расчету пограничного тока плавкой вставки

 

Расчетный пограничный ток I_погр берется несколько больше номинального I_н. Отношение К₀=I_погр/I_н для различных вставок равно: медные К₀= 1,6 – 2,0; серебряные К₀ = 1,1 – 1,6; цинковые и свинцовые К₀= 1,25 – 1,45.

 

 

Этот запас расчетного пограничного тока ПП по отношению к номинальному определяется возможностью снижения пограничного тока из-за уменьшения сечения плавкой вставки в процессе эксплуатации вследствие ее коррозии и технологических отклонений при изготовлении. Плавкая вставка не должна иметь заниженное сечение также и потому, что в длительном режиме протекания номинального тока изоляционные и контактные детали ПП могут нагреться до недопустимо высокой температуры. Учет этого обстоятельства также приводит к повышению пограничного тока по отношению к номинальному. Пограничный ток бесконечно длинной открытой плавкой вставки в воздухе можно рассчитать на основе уравнения баланса подводимой и отводимой мощностей:

 

(3.1)

 

где К_т – коэффициент теплопередачи с наружной поверхности вставки; Т_пл – температура плавления материала вставки, которая достигается при пограничном токе; Т_окр – температура окружающей среды.

Сопротивление R плавкой вставки связано с удельным сопротивлением ₀ материала плавкой вставки, его температурным коэффициентом _c, длиной l и сечением S соотношением

Боковая поверхность охлаждения выражается через периметр поперечного сечения р и длину l следующим образом:

S_бок= р l

 

С учетом приведенных зависимостей из (3.1) получаем

 

(3.2)

 

Для круглой плавкой вставки диаметром d (3.2)приобретает вид

 

(3.3)

С учетом того, что I_погр=К₀ I_н, из (3.3) можно получить связь между диаметром d и номинальным током I_н плавкой вставки. Одна из эмпирических формул для определения пограничного тока открытых плавких вставок в воздухе имеет вид:

I_погр=А₀ d ^3/2,

 

где d – диаметр вставки, мм.

Константа А₀ имеет следующие значения: 60 - для меди, 44 - для серебра, 128 – для олова, 24,6 – для свинца.

Другая эмпирическая формула для пограничного тока учитывает поправку на коэффициент теплопередачи, который при малом диаметре плавкой вставки имеет значение

 

Коэффициент к₁ для различных материалов равен: 36 – для меди, 28 – для серебра, 6,2 – для цинка, 4,4 – для свинца. Зависимость коэффициента к₂ от диаметра плавкой вставки приведена на рис. 5. Свойства материалов наиболее часто используемых для изготовления плавких вставок даны в табл. 3.1.

 

Рис. 3.5. Зависимость коэффициента К₂ от диаметра плавкой вставки

 

Стенд предназначен для испытания ТР при работе нагрузки в длительном, кратковременном и повторно-кратковременном режимах.

Таблица 3.1