Filters








1 Hit in 0.028 sec

РОЗПОДІЛ УСТАЛЕНОЇ ТЕМПЕРАТУРИ В ІЗОЛЯЦІЇ ЦИЛІНДРИЧНОЇ ФОРМИ ПРИ НАЯВНОСТІ СТОРОННІХ ДЖЕРЕЛ ТЕПЛОТИ

Roman Viktorovych Vozhakov, Vsevolod Mykhailovych Kyrylenko
2019 POWER ENGINEERING economics technique ecology  
Print). Енергетика: економіка, технології, екологія. 2018. № 4 98 ISSN 2308-7382 (Online) УДК 621.315.61:621.311 Р.В. Вожаков, асистент, ORCID 0000-0001-8534-6227 В.М. Кириленко, канд. техн. наук, доцент, ORCID 0000-0002-6168-2469 Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» РОЗПОДІЛ УСТАЛЕНОЇ ТЕМПЕРАТУРИ В ІЗОЛЯЦІЇ ЦИЛІНДРИЧНОЇ ФОРМИ ПРИ НАЯВНОСТІ СТОРОННІХ ДЖЕРЕЛ ТЕПЛОТИ Стаття присвячена розгляду температурного режиму роботи
more » ... у роботи електричної ізоляції циліндричної форми, за наявності сторонніх джерел теплоти. Проведено стислий аналіз найпоширеніших методів розрахунку (моделювання) усталеного теплового режиму роботи ізоляції електрообладнання. На основі диференційного рівняння теплопровідності, яке описує тепловий режим фізичного тіла, вперше знайдено аналітичний вираз поперечного розподілу усталеної температури в шарі циліндричного діелектрика для експоненційної температурної залежності діелектричних втрат на електропровідність і додаткового нагрівання діелектрика від сторонніх джерел теплоти. Розглянуто вплив потужності діелектричних втрат і сторонніх джерел теплоти, а також геометричних розмірів ізоляції на розподіл усталеної температури вздовж шару діелектрика і його максимальну температуру. Наведено відповідні графічні залежності, на основі яких зроблено висновки про вплив нагрівання як від діелектричних втрат, так і від сторонніх джерел теплоти, а також геометричних розмірів ізоляції на її температурний режим. Ключові слова: розподіл температури, циліндрична ізоляція, діелектричні втрати, сторонні джерела теплоти. Вступ. Важливою частиною електротехнічного електрообладнання, яка визначає його працездатність, є ізоляція. Розробка методів, що дозволять уникнути відмови електротехнічного обладнання в процесі експлуатації, має ґрунтуватися на максимально адекватному описі розвитку процесів руйнування. Найбільш суттєвий вплив на характеристики високовольтної ізоляції електротехнічних пристроїв має теплове старіння, що призводить до прискореного спрацювання ресурсу, а при аномальних режимах роботи обладнання і до теплового пробою, пов'язаного з порушенням теплової рівноваги між діелектричними втратами в електричній ізоляції і тепловіддачею в навколишнє середовище [1]. Для діелектричних матеріалів, що використовуються в електротехніці, характерним є експоненціальне зростання діелектричних втрат на електропровідність, що є причиною теплового пробою, в залежності від температури. Більш того, в реальних конструкціях електрично навантажений діелектрик часто знаходиться поряд зі стороннім тепловим джерелом (струмопровідна жила, обмотка, активна сталь, активний елемент, тощо). В результаті, крім виділення теплоти від діелектричних втрат через ізоляцію проходить певна кількість теплової енергії від сторонніх джерел теплоти, що призводить до підвищення температури і додаткового нелінійного і неадитивного нагрівання через експоненціальну залежність діелектричних втрат від температури і підвищує імовірність теплового пробою. В загальному випадку при визначенні можливості відмови обладнання розглядають тепловий стан ізоляції. Існує узагальнена теорія теплового пробою діелектриків з врахуванням несиметричних умов охолодження, тепловиділення в електродах і зміни питомої активної провідності по товщині зразка [2]. Однак, її метою є знаходження виразу для пробивної напруги, використовуючи диференційне рівняння теплопровідності, яке описує тепловий режим ізоляції, не знаходячи розподілу температури в явному вигляді. В роботі [3] за допомогою застосування чисельних методів до диференційного рівняння, що характеризує рівноважний тепловий стан ізоляції, отримано графіки розподілу температури по товщині циліндричного діелектрика з врахуванням залежності параметрів діелектрика від температури і координати для симетричних і несиметричних (внутрішній електрод термоізольований) умов охолодження, але без додаткового підігрівання від сторонніх джерел теплоти. В деяких інженерних розрахунках, наприклад, при визначенні допустимого струму високовольтного кабелю [4], [5], тепловий режим ізоляції визначають в вигляді перепадів температур між різними елементами (послідовними шарами) за допомогою «теплового закону Ома», де фігурують потоки теплоти і теплові опори. В цьому методі враховується потік теплоти від струмоведучої жили, однак для полегшення розрахунків при визначенні діелектричних втрат в ізоляції не враховується залежність її __________________________________
doi:10.20535/1813-5420.4.2018.175644 fatcat:gw3mej3sl5avnkwigutjz5o3fa