Т2о°с = 7-106 См/м, £ = 830-н1 180 1/м; для меди /fe = 100
1/м. Следовательно, при kd<}\, т. е. при толщине сталь ных листов, меньших d = 1/(0,83-=-1,18) ~ 1 м, имеем:
для меди
" т с и д о П < |
4 5 3 . 1 0 ^ ; |
|
для стали |
| |
(9-10) |
Я т д о п . с т < ( 1 6 2 - 1 9 4 ) - 1 0 5 ^ ,
где d — толщина листа в метрах.
Например, при d = 0,5 мм Я ш д о п С и < 453-10' ^ 5 - 1 0 ~ 4 = = 101 -102 А/м, Я т д о п . с т < ( 3 6 - 5 - 43).102 А/м.
К односторонним проницаемым (прозрачным) экра нам можно отнести приближенно стенки баков транс форматоров.
(В случае проницаемых экранов с двусторонним охлаждением, на которые с обеих сторон падает плоская волна (электростатические экраны, тонкие крышки трансформаторов и т. п.), единичные потери выражают ся (4-45). Следовательно, как и в предыдущем случае, наибольшая допустимая напряженность магнитного по ля на поверхности металла составит:
|
Для М>2,3 |
(рис. 4-10) £ « 1 и |
(9-11) становится |
идентичной (9-8). Для толщины |
листов, меньших 2,3 мм |
для |
стали и 2,3 см для меди, т. е. при <М<2,3, |
коэффи |
циент £ можно |
приближенно аппроксимировать |
парабо |
лой 0,2 <k2d2, откуда |
получим: |
|
|
|
для |
меди |
|
|
|
|
|
|
Я и д |
о а С и < |
4 5 3 - 1 0 ' / ( 0 , 4 5 « |
10»/d; |
(9-12) |
для |
стали |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Нт доИ .с,<56,5/(0,45Ы)==15ч- |
|
|
Например, |
для |
а?=0,5 мм |
Нтдопси< |
103 /(5-10~4 = |
=20 000-102 А/м и Я т Д о п . с т < ( 1 5 ч - 1 1 ) / ( 5 - 1 0 - 4 ) = (300— 200) • 102 А/м.
Как можно видеть из сравнения обоих последних примеров, последний тип экрана значительно меньше подвергнут вероятности местного опасного превышения
температуры, чем экран, на который действует поле только с одной стороны. Это имеет подтверждение на практике, так как в таких именно условиях работает лист трансформаторной стали, расположенный в равно
мерном |
поле, окружающем его с обеих сторон. |
|
Стальная плита, экранированная |
медью |
со |
стороны |
падения |
плоской волны (экраны бака |
и т. |
п.). |
При ана |
лизе (4-39) было установлено, что даже при малых тол
щинах |
экранов потери |
мощности в системе экран — |
сталь |
будут практически |
равны потерям в самом экра |
не. Отсюда потери активной мощности в этой системе выражаются приближенно (4-32). При двустороннем охлаждении системы Я т д о п , А/м, можно определить, сле довательно, из (9-9), получая для соответствующих тол щин:
|
Я т д о п < 4 5 3 - 1 0 2 при |
dSsO.Ol |
м; |
|
(9-13) |
|
Я т д о п < 4 5 3 - 1 0 5 1 / " 5 ' |
при d<0,01 |
м. |
|
|
|
Перпендикулярное |
проникновение |
линий поля в |
сталь |
|
ную поверхность. |
Э Т О Т |
случай |
часто |
имеет |
место |
на практике. Все определенные выше допустимые зна чения напряженности магнитного поля имеют здесь пол ное применение. Следует, однако, помнить, что они от
носятся к тангенциальной |
составляющей |
напряженно |
сти магнитного поля на |
поверхности металла. В этом |
случае наиболее удобно будет пользоваться |
приближен |
ным методом |
зеркальных |
изображений (гл. 5), помня, |
однако, что |
этот метод дает более точные |
результаты |
для нормальной составляющей, чем для тангенциальной (при переменных токах).
Если, например, шина с током расположена в углуб лении стального элемента в виде паза (рис. 5-20), наи большее значение тангенциальной составляющей маг нитного поля и наибольшая вероятность опасного пре вышения температуры будут на дне паза. Поток, прони
кающий в |
стенки паза |
Ф т = (ц0У2ЦЬ) (/г/2) (5-10), |
замыкается |
вдоль дна |
и равен (4-8): |
|
Фт |
= |
^Нт/У2к. |
Из сравнения обеих этих величин находим наиболь шее значение напряженности магнитного поля на по верхности дна паза
Это значение не должно превышать Нтлоп. В против ном случае следует применить экранирование, другой материал, охлаждение и тому подобные средства, умень шающие возможность местного перегрева.
В случае, когда шины проходят вблизи металличе ской плиты, с целью проверки возможности ее перегре ва можно использовать метод, приведенный в § 7-4.
В табл. 9-1 дано сопоставление допустимых магнит ных нагрузок конструктивных элементов с точки зрения возможности их местных опасных превышений темпера туры. Все значения следует рассматривать как ориенти ровочные. В соответствующих формулах толщину d сле дует подставить в метрах. Таблица 9-1 может служить также для экспериментальной проверки возможных местных опасных превышений температуры на основа нии термометрического метода измерения единичных
потерь мощности |
(гл. |
10). Этот |
метод |
позволяет изме |
рить |
напряженность |
магнитного |
поля |
па поверхности |
тела |
без нагрева |
объекта. |
|
|
9-2. МЕТОДЫ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ МЕСТНЫХ ОПАСНЫХ ПРЕВЫШЕНИИ ТЕМПЕРАТУРЫ
Местные опасные превышения температуры можно ис ключить или уменьшить двумя способами. К первой группе принадлежат обсужденные выше методы, на правленные на ослабление поля на поверхности тел с по мощью магнитных или электромагнитных экранов (гл.4), прорезей (§ 6-4) и т. п., а также уменьшение потерь мощности путем применения немагнитных металлов. Тепловые эффекты в связи с местной концентрацией по терь мощности можно уменьшить путем соответствующе
го отвода тепла к местам, менее |
подверженным нагре |
ву. 'Количественно |
эффект можно |
учесть с помощью ко |
эффициента неравномерности распределения |
тепла /е. |
Коэффициент |
неравномерности |
распределения |
тепла |
[Л. 1-28]. Если амплитуда тангенциальной составляющей напряженности магнитного поля на поверхности иссле дуемого элемента превысит допустимые значения, при
веденные в табл. 9-1, следует |
считаться с возможностью |
недопустимого превышения |
температуры |
элемента. |
В мощных трансформаторных |
и электрических |
машинах |
значения эти могут быть легко превышены в |
отдельных |
местах, однако неравномерное распределение |
единичных |
потерь мощности смягчает в общем случае |
эту опас- |
Т а б л и ц а 9-1
Допустимые (критические) значения тангенциальной составляющей напряженности магнитного поля на поверхности металлических плит с точки зрения местного превышения температуры [Л. 1-28]
Виды в о з б у ж д а ю щ е г о поля |
Способ охлаждения |
Материал элемента |
" « д о и - 1 0 2 А/И |
Номер |
формулы |
Плоская волна, падающая симметрично с обеих сто рон
То же
То же
То же
То же
То же
Плоская |
волна, падающая |
с одной |
стороны |
Воздух |
с обеих сторон, |
Медь |
(d > 23 |
мм) |
320 |
(9-За) |
9доп = |
75°С, |
либо мас |
|
|
|
|
|
|
ло, броп = 15 °С |
|
|
|
|
|
|
То |
же |
|
|
Алюминий (d > |
30 мм) |
280 |
— |
То |
же |
|
|
Немагнитная |
сталь |
200 |
— |
То |
же |
|
|
(>65 мм) |
|
|
|
|
|
Конструкционная сталь |
40 |
(9-6а) |
|
|
|
|
(>3 |
мм) |
|
|
|
|
Одностороннее |
охлаждение |
То же |
|
|
|
28 |
(9-7) |
То |
же |
|
|
Медь |
(>23 |
мм) |
226 |
(9-7) |
Двустороннее |
охлаждение |
Медь |
(>10 |
мм) |
453 |
(9-8) |