Міністерство освіти та науки України
Н.У. “Львівська політехніка”
Кафедра “Охорона праці”
Звіт з лабораторної роботи №37
“Дослідження характеристик топких вставок запобіжників”
Мета роботи
Визничення діаметра провідників для запобіжників електричних апаратів із перевіркою на спеціальній установці.
Теоретичний вступ
При значному перевантаженні електричних приладів струмами і при короткому замиканні виділяється така велика кількість теплової енергії, що виникає загроза цілісності установки і навіть небезпека пожежі.
Найпростішим застосуванням для автоматичного відключення ланцюга від джерела енергії є топкий запобіжник. Він являє собою коротку ділянку, що захищається від перевантаження електричного ланцюга зі штучно заниженою термічною стійкістю, але з добре провідного металу.
Характерною величиною для топкого запобіжника є його номінальний струм, який запобіжник повинен витримати невизначено довгий час, не руйнуючись.
Енергія, що йде на нагрівання провідника, дорівнює:
Q1 = M*c*((
де Q1 – енергія, що йде на нагрівання провідника, Дж;
М – маса провідника, кг;
с – питома теплоємність провідника, Дж/кг*град;
(( - різниця температур між температурою провідника і температурою оточуючого середовища, С(.
Енергія, що виділяється з поверхні провідника в оточуюче середовище, дорівнює:
Q2 = K*S*((
де Q2 - Енергія, що виділяється з поверхні провідника в оточуюче середовище;
К – загальний коефіцієнт тепловіддачі, Дж/м2 град.;
S – поверхня охолодження провідника, м2.
Тоді рівняння теплового балансу запишеться в наступному вигляді:
Q = Q1+Q2 = M*c*((+K*S*((
Температура топлення металів:
Назва металу
Температура топлення
Мідь
Алюміній
Залізо
1083,0
659,8
1539,0
Порядок проведення роботи
Підібрати декілька провідників із різним поперечним перерізом.
Очистити від ізоляції кінці провідників, що підключаються до клем.
Під’єднати підготовлений провідник до клем К1, К2.
Поставити вимикач “ВК” у положенні “Вимк”.
Штекер трансформатора струму ТС вставити в гніздо “50”, що відповідає коефіцієнту трансформації струму К = 50/5 = 10 А/под.
Показати підготовлену схему робіт викладачу.
Увімкнути автоматичний вимикач “А”. Повертаючи ручку АТП, встановити силу струму, при якому спрацює струмове реле РС і почне обертатися стрілка секундоміра “С”.
Увімкнути автоматичний вимикач “А”. Поставити стрілку секундоміра “С” у положення “0”.
Вимикач “ВК” поставити в положення “Вимк”. Включити автоматичний вимикач “А”. Після перегорання провідника занести до протоколу необхідні данні. Дослід повторити три рази, повторюючи вимоги п.3,4,7,8,9. Після цього теж саме повторити для провідників інших діаметрів.
Вимикач “ВК” поставити в положення “Вимк” і поставити більшу силу струму. Повторити вимоги п.8,9. Максимальна сила струму, що можна підключити на установці – 50А.
Після закінчення досліджень відключити автоматичний вимикач “А”, ручку автотрансформатора “АТР” встановити в положення “0”.
Протокол
Діаметр провідн.
мм.
Покази амперметра
Коеф. трансформації
Величина струму
Час перегорання провідника
t1
t2
t3
tсер
12)Визначити величину струму і внести до протоколу
І = N*Kт
де І – величина струму.
N – покази амперметра.
Kт – коефіцієнт трансформації.
13)Визначити середнє значення часу перегорання провідника і
внести до протоколу
tсер
=
t1 + t2 + t3
3
14) Побудувати графіки залежностей для всіх діаметрів І=f(t).
15) Використовуючи графік І=f(t), побудувати графік І=f(d), для часу перегорання t = 0,2с.
16) Виконати розрахунок номінального струму топкого запобіжника електорприймача за заданою потужністю і напругою мережі. За кривими І=f(t), підібрати наближено необхідний діаметр дроту топкої вставки. За вибраним діаметром дроту визначити необхідну кратність струму К = Ік/Ін при якому топка вставка розтопилась би протягом часу 0,2с.
Розрахунки
Uф=
Р1=
Номінальна вставлена потужність
Р = Р1*n =
Номінальний струм
Ін
=
Р
=
*Uл
Прийнявши коефіцієнт Кп= ...
