Решение

Теплопередача от внутреннего воздуха к стенкам шкафа описывается формулой Ньютона и потому тепловой поток направленный изнутри к стенкам шкафа есть

P = k _ТВ ´ S _ТП ´(T _ВВ - T _СТ),

где T _СТ - температура стенки шкафа, k _ТВ ‑коэффициент теплопередачи от внутреннего воздуха к стенке.

Пройдя сквозь металлическую стенку этот же тепловой поток передается окружающей среде так, что соблюдается уравнение Ньютона

P = k _ТО ´ S _ТП ´ (T _СТ - T _О),

где k _ТО ‑ коэффициент теплопередачи от стенки к окружающему воздуху.

Исключив из двух полученных уравнений неизвестную величину T _СТ, найдем искомую допустимую мощность потерь

P = S _ТП ´(k _ТВ ´ T _ВВ - k _ТО ´ T _О)/2.

Поскольку

S _ТП = 2 ´ H ´(L + D) = 2 ´ 2 ´(0.7 + 0.4) = 4.4 м²,

рассчитаем

P = 4.4 ´ (15 ´ 55 - 15´ 25) / 2 = 990 Вт.

2. Трехфазный потребитель питается по линии, выполненной четырьмя одножильными медными проводами сечением S =10 мм² с поливинилхлоридной изоляцией. Линия защищена установленным в ее начале автоматическим малогабаритным выключателем. Найти максимальное удаление потребителя от выключателя, при котором еще соблюдается условие защиты при напряжении линии Un = 0.4 кВ.

РЕШЕНИЕ.

По таблице [4] ПУЭ табл. 1.3.4 длительно допустимый ток линии I _дл.доп. = 50 А. Выбираем автоматический выключатель на номинальный ток I _n = 40 А с защитной характеристикой типа C.Рассчитаем с запасом удельное сопротивление меди для температуры 150°C. Используя значения удельного сопротивления и температурного коэффициента сопротивления из табл. П.7 [3], найдем
ρ =ρ ₀*(1+ α*θ) = 1.62*10^-8*(1+0.0043*150) = 2.67*10^-8 Ом*мДля характеристики срабатывания выключателей типа C максимальная кратность уставки мгновенного срабатывания равна 10 и потому сама уставка мгновенного срабатывания есть
I _m = 10* I _n = 10*40 = 400 АПримем во внимание, что при 1-фазном коротком замыкании в конце линии схема замещения цепи состоит из последовательно соединенных сопротивлений фазного и нейтрального провода. Пренебрегая индуктивным сопротивлением и с учетом возможного снижения напряжения до уровня 0.8*U_n, запишем основное условие максимального удаления места короткого замыкания от выводов автоматического выключателя в виде
0.8*U_n / (I_m*3 ^1/2) = 2* ρ *L_max/S

Теперь найдем
L_max = 0.8*U_n *S /(I _m * 3^1/2 * 2* ρ) = 0.8*400*10*10-6 / (400*1.73*2*2.7*10-8)= 85.6 м

3. Трехфазная четырехпроводная линия Un = 0.4 кВ выполнена трехжильным медным кабелем сечением S_Ph = 185 мм² и одножильным нейтральным проводом S_N =95 мм².

При каком значении уставки мгновенного срабатывания I _m автоматического выключателя линия защищена от короткого замыкания при длине линии L = 250 м?

С учетом снижения напряжения до 0.8 * Un и удельного сопротивления меди при средней температуре в режиме короткого замыкания 150°C можно получить расчетную формулу

I _m ≤ 6815* S_Ph /(L*(1+m)), где m= S_Ph / S_N.и значение S_Ph задается в мм².

Если учесть еще, что полное сопротивление для такого сечения можно принять равным 1.2 активного сопротивления петли тока, то

I_m ≤ 5680* S_Ph /(L*(1+m)).

Таким образом I _m ≤ 5680* S_Ph /(L*(1+m))= 5680*185/(250*(1+185/95)) = 1425 А.

4. Найти электромагнитную силу, действующую на якорь электромагнита постоянного тока со стороны полюса диаметром d = 5 мм при зазоре δ = 1 мм, если индукция в зазоре B = 1 Тл. Поле в зазоре считать однородным.