Общие сведения

Номинальным током электрооборудования называют ток, кото­рый при номинальной температуре окружающей среды может, про­ходить по электрооборудованию неограниченно длительное время и при этом температура наиболее нагретых частей его не превыша­ет длительно допустимых значений.

Под перегрузкой оборудования понимается работа его при на­грузках, превышающих его номинальную мощность (ток). Это воз­можно как в аварийных, так и в нормальных режимах, например при замене поврежденного оборудования, когда нагрузка превы­сила проектное значение.

За технические критерии допустимости перегрузки можно принять или заданную температуру оборудования, или заданный износ изоля­ции. Перегрузки по критерию предельной температуры могут быть длительными и кратковременными. Длительные перегрузки допусти­мы в тех случаях, когда условия охлаждения отличны от номиналь­ных или когда характер или состояние оборудования позволяет от­клониться от нормированных предельно допустимых температур на длительное время. Кратковременные перегрузки применяются в ава­рийных условиях при переходе от пониженной нагрузки по сравне­нию с номинальной нагрузкой к перегрузочному режиму.

Процесс нагрева элемента системы электроснабжения при протека­нии тока. При эксплуатации электрических сетей проводники нагре­ваются электрическим током. В первый момент включения тока все получаемое проводником тепло идет на повышение его температу­ры, которая при отсутствии охлаждения изменялась бы по линейно­му закону (прямая В на рис. 9.1). В действительности нагревание со­провождается отдачей проводником теплоты в окружающую среду. Пока температура поверхности проводника мало отличается от тем­пературы окружающей среды, количество отдаваемой теплоты неве­лико. Оно увеличивается с ростом разности температур поверхнос­ти проводника и окружающей среды. При этом скорость повышения температуры жил проводов и кабелей замедляется, температура стре­мится к предельному наибольшему значению, при котором наступа­ет состояние теплового равновесия: вся выделяемая в проводнике теп­лота целиком передается в окружающую среду.

Закон изменения температуры проводника с течением времени при неизменной силе тока и постоянстве условий охлаждения выражается

где е - основание натуральных логарифмов; t - время протекания тока, с; Т_о - постоянная времени нагревания, с; υ - температура про­вода в момент времени t, °С; υ₀ - температура окружающей среды, °С; υ_нб - наибольшая температура проводника, устанавливающая­ся при состоянии теплового равновесия, °С.

Изменение температуры проводника при нагревании с течением времени представлено на рис. 9.1 кривой А. Прямая С А, параллель­ная оси абсцисс, представляет собой наибольшую установившуюся разность температур проводника и окружающей среды (наиболь­шую температуру перегрева).

Отрезок СВ представляет собой постоянную времени нагрева­ния, т. е. время, в течение которого проводник нагрелся бы до наи­большей температуры при условии отсутствия отдачи тепла в ок­ружающую среду.

При отключении токовой нагрузки проводник охлаждается, за­кон изменения его температуры может быть выражен

Передача теплоты от нагретого проводника в окружающую среду может осуществляться тремя способами: теплопроводностью, лу­чеиспусканием и конвекцией. В зависимости от температуры нагре­того тела и характера окружающей среды преимущественное зна­чение имеет тот или иной способ теплоотдачи.