Электрическое сопротивление силовых кабелей. Электрическое сопротивление кабелей: нормы, измерение и факторы влияния

Таблица 15.6. Максимальные токовые нагрузки одножильных кабелей КМЖ

Таблица 15.7. Максимальная токовая нагрузка двух-, трех-, четырех и семижильных кабелей марки КМЖ

Электрическое сопротивление — изоляция — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Электрическое сопротивление — изоляция

Cтраница 2

Электрическое сопротивление изоляции жил, пересчитанное на 1 км длины и температуру 20 С, на период эксплуатации и хранения для кабелей с резиновой изоляцией — не менее 10 Ом, с поливинилхлоридной изоляцией — не менее 0 5 — 105 Ом. Электрическое сопротивление изоляции определяют на строительной длине или образце кабеля длиной не менее 10 м при напряжении от 100 до 1000 В с помощью стандартных измерительных схем и приборов. Для одножильных кабелей измерение проводят между жилой и экраном, а при отсутствии экрана — между жилой и водой или металлическим стержнем, на который навивают образец кабеля или изолированной жилы плотными витками с натяжением не менее 20 Н на 1 м2 номинального сечения жилы. Для многожильных кабелей измерение проводят между каждой жилой и остальными жилами, соединенными между собой, и с экраном при его наличии.  [16]

Электрическое сопротивление изоляции жил и изоляционно-защитной оболочки, пересчитанное на 1 км длины и температуру 20 С, не менее: при приемке и поставке — 50 МОм; на период эксплуатации и хранения — 1 Мом.  [18]

Электрическое сопротивление изоляции проводов, пересчитанное на 1 км длины и измеренное при температуре ( 20 5) С, МОм, не менее: 1 — для проводов марок ПНСВ, ПНСП, ПННП; 10 — для проводов ПНСФЭ, ПНМФЭ; 200 — для остальных проводов.  [19]

Электрическое сопротивление изоляции приемников должно быть: в нормальных условиях не менее 20 МОм; в условиях повышенной температуры не менее 5 МОм; в условиях повышенной влажности не менее 1 Мом.  [20]

Электрическое сопротивление изоляции термопары измеряется между термоэлектродами термопары и корпусом с помощью мегаомметра на 500 В. Сопротивление изоляции должно быть не менее: 5 МОм при температуре 20 5 С и относительной влажности до 80 % для всех термопар; 0 5 Мои при температуре 35 С и относительной влажности 95 3 % Для влаго-и водозащищенных термопар.  [21]

Электрическое сопротивление изоляции кабеля, измеренное между жилой и внешним проводом и экраном, должно составлять: при 120 С после 5 суток пребывания в воде с температурой 50 С — не менее 10 МОм — км, при 240 С — не менее 1 МОм-км и при 350 С — не менее 0 1 МОм-км.  [22]

Электрическое сопротивление изоляции основных жил и готового кабеля, пересчитанное на длину 1км и температуру 20 С, должно быть не менее: 2500 МОм — для кабелей с пластмассовой изоляцией или из термопластов; 500 МОм — для кабелей с резиновой изоляцией.  [23]

Электрическое сопротивление изоляции кабельной линии должно быть не менее 1200 МОм-км.  [25]

Электрическим сопротивлением изоляции ( балласта) рельсовой линии называется сопротивление току утечки из одной рельсовой нити в другую через балласт и шпалы. Величина его зависит от типа и состояния балласта и шпал, арматуры крепления рельсов к шпалам, зазоров между подошвой рельсов и балластом, температуры и влажности воздуха и др., а также во многом от типа и состояния ( степени загрязнения) балласта.  [26]

Проверку электрического сопротивления изоляции следует проводить омметром по ГОСТ 23706 — 79 со встроенным генератором на номинальное напряжение 500 В.  [27]

Проверка электрического сопротивления изоляции монтажа производится для каждого шкафа при отключенных внешних соединениях.  [28]

Проверку электрического сопротивления изоляции силовых моточных элементов между обмотками и между обмотками и корпусом, а также токоведущими — цепями выпрямительного устройства и корпусом производят мегометром постоянного тока напряжением 500 В. Сопротивление изоляции силовых моточных элементов между обмотками и между обмотками и ( корпусом не должно быть менее 50 МОм, а сопротивление изоляции между токоведущими цепями выпрямительного устройства и корпусом не менее 3 МОм при температуре 25 10 С.  [29]

Страницы:      1    2    3    4

Замер сопротивления изоляции измерение изоляции кабеля мегаомметром

Трудно представить нашу жизнь без электричества. Современные города, населенные пункты представляют собой сложные комплексы потребителей электрической энергии. Электроэнергия применяется во всех сферах деятельности людей: промышленные нужды, жилищно-бытовые нужды и прочие. Система энергоснабжения объектов включает в себя определенные виды установок: электростанции (вырабатывающие электроэнергию), электрические сети и подстанции (распределяющие энергию), приемники (потребляющие электроэнергию). Система эта довольно сложная и состоит из специального электрооборудования, электроустановок и сотен метров проводов, кабелей и прочих необходимых элементов.

Чтобы электроснабжение осуществлялось на надлежащем уровне, было надежным и бесперебойным, следует внимательно относиться к сетям электроснабжения, контролировать их работу, своевременно производить необходимые электроизмерения для предупреждения аварийных ситуаций, электротравм и прочих неприятностей.

Осуществлять контроль за работой и обеспечение надлежащего обслуживания должны компетентные ответственные люди, а еще лучше – специализированные компании.

Компания «Электрик-Мастер» предлагает Вам полный комплекс услуг для обеспечения эффективной работы систем электроснабжения домов, промышленных объектов, торговых помещений, общественных зданий и прочих объектов.

Бесперебойное, надежное, тщательно продуманное, экономичное электроснабжение – важнейший фактор, обеспечивающий комфортное потребление энергии, стабильность бизнеса, обеспечение долговременной и безопасной эксплуатации систем электроснабжения. Наши специалисты качественно выполнят все необходимые работы, в соответствии с нормами, требованиями, правилами, обеспечат надежность и безопасность систем электроснабжения, предоставят гарантии на производимые работы и все необходимые технические документы.

Проведение замера сопротивления изоляции кабеля

Одним из важных аспектов электроизмерений, позволяющим организовать безопасное пользование электричеством и электрооборудованием, эффективно использовать всю систему электроснабжения, не допуская поломок, аварий и остановок рабочего процесса, является проведение такого вида работ, как замер сопротивления изоляции.

Изоляция провода и кабеля обеспечивает отделение токопроводящих жил друг от друга, от кабеля или провода, от земли. Для изоляции используют пластик, резину, бумагу, которая пропитана специальной смесью – выбор материала не влияет на выполнение возложенных на нее функций – изолировать. Проверка защитных свойств изоляции проводится, осуществляя периодическое измерение сопротивления изоляции кабелей и проводки.

Под сопротивлением понимают электрическое сопротивление материала, использованного для изоляции. Измерение характеристик изоляции – важный элемент в проведении диагностирования всей электрики.

Состояние кабелей и проводов очень сильно влияет на электроснабжение, а состояние кабелей и проводов напрямую зависит от состояния и качества изоляции. Перед введением в эксплуатацию все кабели и провода подвергаются специальным многократным проверкам сопротивления изоляции (на заводе, который их производит, специалистами перед установкой (прокладкой). Многократная проверка важна, так как даже при перевозки с завода или магазина к месту монтажа могли возникнуть механические повреждения, недопустимые для использования.

Необходимость проведения измерений сопротивления изоляции кабеля

После монтажа, при эксплуатации, измерение сопротивления изоляции проводится с целью выявления слабых мест и своевременной ликвидации повреждений. Факторов, влияющих на состояние изоляции довольно много: это и погодные условия, и износ, и неправильная эксплуатация. Проводить измерения характеристик сопротивления изоляции нужно своевременно и регулярно во избежание возникновения несчастных случаев и чрезвычайных или аварийных ситуаций, влекущих за собой не только простои производства, но и представляющие собой опасность для жизни и здоровья людей.

По результатам проверки состояния сопротивления изоляции специалистами принимается решение о замене, починке или хорошем состоянии, не требующем проведения никаких действий.

Измерение сопротивления изоляции производится с помощью специального прибора мегомметра. Срочный замер сопротивления кабеля может быть выполнен и электриком предприятия для того, чтобы быстро ликвидировать возникшую проблему, но если требуются подтверждающие документы, то нужно воспользоваться услугами аттестованной электролаборатории.

Сопротивление проводника | Anixter

The Wire Wisdom В статье «Проводники — электронная сверхмагистраль» обсуждались проводники разных размеров и причины их существования. Одна из основных причин использования проводов разного диаметра — сопротивление. Сопротивление определяется как сопротивление потоку электрического тока через проводник. Важно отметить, что проводимость и удельное сопротивление (свойство, определяющее конечное сопротивление) обратно пропорциональны.Чем больше токопроводящий объект, тем меньше сопротивление. Эта мудрость проводов исследует, как сопротивление влияет на провод и кабель.

class = «header3″>

Лучшие проводники в мире, за исключением сверхпроводников, обладают некоторым сопротивлением. Несмотря на то, что большинство людей считают, что золото является лучшим проводником из-за его обычного использования в высококачественных потребительских товарах, на самом деле это серебро (золото используется в этих продуктах, потому что оно не подвержено коррозии и его можно оставить без обработки на полке в течение нескольких месяцев или нескольких месяцев). годы).Электричество также может протекать через неметаллы (например, дерево, пластик, резину и стекло), но сопротивление гораздо ниже у металлов, таких как серебро и золото. Несмотря на то, что золото и серебро имеют низкое сопротивление, в большинстве случаев они слишком дороги, чтобы их можно было применять в любой форме, кроме гальваники.

class = «header3″>

В конце 1700-х годов медь оказалась более экономичным вариантом, чем серебро. Его низкое сопротивление, широкая доступность и относительно низкая стоимость вывели его на вершину списка предпочтительных проводников.Количество медной продукции, потребленной в США в прошлом году, могло сделать провод 12 AWG достаточно длинным, чтобы совершить 140 полетов на Луну и обратно.

class = «header3″>

Алюминий — еще один широко используемый материал для проведения электричества. Обладая проводимостью 62 процента меди, он имеет немного более высокое сопротивление, чем золото, но при относительно низком весе, учитывая его уровень сопротивления. Кроме того, она дешевле меди: в настоящее время она дешевле меди в пересчете на фунт за фунт.Однако требуется больший объем проводника, чем у меди, что означает, что он не так идеален для небольших приложений с ограниченным пространством.

class = «header3″>

Сопротивление — это противодействие прохождению электрического тока, а точнее, неизменяющегося тока (то есть постоянного тока (DC)). Импеданс — это противодействие протеканию переменного тока (т. Е. Переменного тока (AC)). Эти два параметра иногда используются новичками как взаимозаменяемые, и для многих приложений они дают одинаковые результаты.Фактически, у них общая единица: ом.

Поскольку омы представляют собой величину сопротивления, которую будет иметь провод или кабель, обычно желательно, чтобы количество Ом было как можно меньшим. Основная причина этого — эффективность. В большинстве случаев более низкое сопротивление означает, что меньшая мощность преобразуется в тепло и теряется в окружающей среде, а большая часть подаваемой мощности попадает в предназначенное место. Это также означает, что провод и кабель будут холоднее, а источник питания может быть меньше для данной нагрузки.Поскольку тепло может вызвать катастрофический отказ или сократить срок службы провода или кабеля, рекомендуется свести к минимуму количество тепла, выделяемого сопротивлением в проводе. Поскольку производство электроэнергии в возобновляемых источниках энергии с помощью портативных генераторов или генератора переменного тока, как правило, является дорогостоящим, всегда желательно оптимизировать энергосбережение в проводниках.

class = «header3″>

Помимо выбора эффективного материала, такого как медь, есть несколько простых вещей, которые можно сделать, чтобы уменьшить сопротивление проводника.Проводники имеют меньшее сопротивление при более низких температурах. Сохранение проводника в холодном состоянии поможет сохранить низкое сопротивление и снизит потери мощности на нагрев проводника. Установка проводника в месте с потоком охлаждающего воздуха повысит его эффективность, поскольку снизит сопротивление (это также поможет предотвратить преждевременное старение изоляции и материалов оболочки).

Еще более простой подход — просто выбрать провод большего размера. В приложениях, где продукт будет использоваться постоянно, большой проводник часто окупается.Срок окупаемости увеличения стоимости более крупного проводника при определенных обстоятельствах может составлять всего три месяца [1]. Более крупный проводник будет иметь меньшее сопротивление из-за увеличенного объема проводящего материала. Поскольку сопротивление определяется материалом и его объемным удельным сопротивлением (сопротивление на единицу объема), чем больше у вас объем материала, тем ниже будет сопротивление. Думайте об этом как о межгосударственном шоссе: чем больше у вас полос, тем меньше сопротивление будет в час пик.

Сопротивление — важный компонент электрических характеристик провода или кабеля. Значения сопротивления для проводов обычных размеров опубликованы в различных отраслевых изданиях, включая Технический справочник Anixter. Эти значения обычно основаны на 20 ° C и будут разными при разных температурах.

^{_{Примечание. Сопротивление также влияет на допустимую нагрузку и падение напряжения в проводнике. Эти темы более подробно обсуждаются в других разделах Wire Wisdoms.}}

Факты о меди. Электрические. Ассоциация развития меди. Web 20 декабря 2011 г.

Зависимость длины кабеля от падения мощности

Падение мощности или потеря мощности в кабеле зависит от длины кабеля, его размера и силы тока в кабеле. Кабели большего размера имеют меньшее сопротивление и поэтому могут передавать большую мощность без больших потерь. Потери в кабелях меньшего диаметра остаются низкими, если передаваемая мощность мала или если кабель не очень длинный.Инженеры должны спроектировать энергосистему так, чтобы потери мощности в кабелях были приемлемы для длины кабеля, необходимого для питания нагрузки.

Основы

Электрические кабели имеют сопротивление на фут, и чем длиннее кабель, тем больше сопротивление. Когда ток течет по кабелю, ток, протекающий через сопротивление, приводит к падению напряжения в соответствии с законом Ома, напряжение = ток x сопротивление. Мощность в ваттах — это напряжение x ток. Заданный ток и сопротивление кабеля определяют допустимое падение напряжения.Если это 10 вольт для тока 10 ампер, мощность, потерянная в кабеле, составит 100 ватт.

Размер кабеля

Кабели большего размера имеют меньшее сопротивление на фут, чем кабели меньшего диаметра. Типичная бытовая электропроводка — это AWG 12 или 14 калибра с сопротивлением 1,6 и 2,5 Ом на 1000 футов. Для типичного дома длина кабеля может составлять до 50 футов. Соответствующие сопротивления для этих распространенных размеров кабелей составляют 0,08 и 0,13 Ом. У большего кабеля сопротивление на 36 процентов меньше, чем у меньшего кабеля, и он будет терять на 36 процентов меньше энергии.Для более длинных кабелей, таких как внешние соединения, кабель калибра AWG 10 с сопротивлением 1 Ом на 1000 футов будет иметь падение мощности на 60 процентов меньше, чем кабель калибра 14.

Напряжение

В то время как сопротивление кабелей показывает, какой кабель будет терять меньше всего, мощность, потерянная в ваттах, определяется падением напряжения. Для 100-футовых трасс сопротивление кабелей AWG 10, 12 и 14 составляет 0,1, 0,16 и 0,25 Ом. Бытовая цепь рассчитана на 15 ампер. Пропускание тока 15 А через 100 футов этих кабелей приведет к падению напряжения на 1.5, 2,4 и 3,75 вольт соответственно.

Мощность

Падение напряжения, умноженное на ток, дает мощность в ваттах. Три кабеля длиной 100 футов, несущие ток 15 ампер, будут иметь падение мощности 22,5, 36 и 56,25 Вт для кабелей калибра 10, 12 и 14 соответственно. Эта мощность нагревает кабель, и падение напряжения снижает доступное для нагрузки напряжение. Падение напряжения от 3,6 до 6 вольт дает приемлемое падение мощности для цепи на 120 вольт. Кабель калибра AWG 14 является пограничным, о чем свидетельствуют потери мощности, превышающие потери 40-ваттной лампочки.

Физика повседневных вещей

Все современные страны пронизаны высоковольтными линии электропередачи, которые транспортировать электроэнергию от генераторов на электростанциях к подстанциям и в конечном итоге потребители. Почему используются высокие напряжения? В чем преимущества переменный ток (AC) в сравнении с постоянным током (DC)? Сколько энергии теряется в передаче электроэнергии на большие расстояния? Главный принцип физики В этой теме рассматривается электрическое сопротивление .

Электрическое сопротивление

Электрический ток, поток заряда, имеет своего рода трение. связанные с этим, что называется сопротивлением. Хорошие проводники, как и большинство металлов, позволить току течь без особых потерь. Плохие проводники, как и большинство неметаллов, препятствуют прохождению тока в значительной степени. Сверхпроводники как очень холодные ниобий-олово, особые вещества, позволяющие ток течет с практически нулевыми потерями; полупроводники , как и кремний, в зависимости от определенных условий являются либо хорошими, либо плохими проводниками.

Вы заставляете ток течь через проводник, прикладывая напряжение к Это. Количество протекающего тока измеряется в ампер , или ампер, назван в честь французского физика 19 века и сокращенно A. Ампер — это довольно большая величина тока: 0,1 А, протекающего между твои руки на сердце убьют тебя. (К счастью, ваше тело имеет довольно высокое сопротивление, поэтому для привода требуется значительное напряжение так много тока.) Напряжение или электрический потенциал измеряется в вольтах, названный в честь физик по имени Вольта, сокращенно В. Большинство маленьких батареек (размер AAA, AA, C, D) — 1,5 В; Здесь знакомый коробчатый транзистор 9 В аккумулятор, а автомобильные аккумуляторы — 12 В. Напротив, высоковольтные линии между ними много тысяч вольт.

Сопротивление количественно определяет, какой ток вы проходите через что-то на приложен вольт.А именно, если вы подаете напряжение В, на провод и измерить ток I , сопротивление R равно определяется

R = V / I

Следовательно, сопротивление имеет единицы В / А, которые получили другое название, Ом, представлен греческой буквой.

Электроэнергия

Все мы знаем, что электрический ток может переносить энергию из из одного места в другое: энергия, излучаемая 100-ваттным светом лампочка в вашей спальне возникла из-за сжигания угля или замедления падающая вода или выброс ядерной энергии на электростанции, для пример.Выражение для электроэнергии происходит от определения электрического потенциала (вольт) и электрического ток (амперы).

Единицей энергии MKS является джоуль (Дж), а Единицей электрического заряда МКС является кулон (Кл), количество заряда, которое проходит за одну секунду, если ток один ампер. Следовательно, вольт определяется следующим образом: если заряд 1 C перемещается через падение потенциала 1 В, которое он поднимает энергия 1 Дж:

1 В = 1 Дж / Кл

В общем то заряд Q забирает энергию

U = QV

когда он движется через падение потенциала В .

Электрическая мощность — это скорость , при которой энергия перевезен. Поскольку ток — это скорость переноса заряда, электрическая мощность определяется приведенным выше выражением, но с использованием ток I вместо заряда Q :

P = IV

Это очень удобная формула. Например, вы можете увидеть написанное на вашем фене, что он потребляет ток 10 А в горячем режиме от стандартной розетки 110 В.Это означает, что мощность потянутая феном составляет 10×110 = 1100 Вт, или 1,1 кВт. Это примерно такой же мощности, как у бытовой техники, и это не так уж и далеко от отключения 15 А автоматический выключатель, стандартный в современных домах США. Для очень высоких электрические приборы, такие как стиральная машина или сушилка, вам могут понадобиться специальные розетка и специальный автоматический выключатель. (Примечание: хотя дом переменный ток, или переменный ток, 60 циклов / сек (50 в Европе), эта формула работает, потому что среднее значение или среднеквадратичное значение тока и напряжения, и вы поэтому получаем среднюю мощность.)

Другой удобный вариант формулы мощности заменяет напряжение В с сопротивлением и током: В = IR :

P = I²R

Высоковольтные линии передачи

Итак, мы наконец подошли к теме этой страницы: транспорт большого количества электроэнергии на большие расстояния.Этот делается с высоковольтными линиями электропередачи, и вопрос есть: почему высокое напряжение? Это, безусловно, имеет негативный аспект безопасности, так как линия низкого напряжения не будет вредна (вы можете положить руки на автомобильный аккумулятор на 12 В, например, вы даже не почувствуете Это; но убедитесь, что вы не кладете металлический на клеммы, вы получите сильный ток и неприятную искру!). Электроэнергия транспортируется по сельской местности с высоковольтные линии, потому что потери в линии значительно меньше, чем с низковольтными линиями.

Все используемые в настоящее время провода имеют некоторое сопротивление (разработка высокотемпературных сверхпроводников, вероятно, изменит это когда-нибудь). Назовем полное сопротивление трансмиссии линия, ведущая от электростанции к вашей местной подстанции Р . Допустим, местное сообщество требует мощность P = IV от этой подстанции. Это означает ток, потребляемый подстанцией, составляет I = P / V , а чем выше напряжение в линии передачи, тем меньше ток.Потери в линии определяются как P _потери = I²R , или, заменив I ,

P _потери = P²R / V²

Поскольку P фиксируется по требованию сообщества, и R настолько мал, насколько вы можете его сделать (используя большой жир медный кабель, например), Потери в линии сильно уменьшаются с увеличением напряжения .Причина в том, что вам нужно наименьшее количество ток, который можно использовать для подачи питания P . Еще одно важное замечание: доля потерь

P _потери / P = PR / V²

увеличивается с увеличением нагрузки P : передача энергии менее эффективна более высокий спрос. Опять же, это потому, что мощность пропорциональна тока, но потери в линии пропорциональны текущему квадрату.Линия потери могут быть довольно большими на больших расстояниях, до 30% или около того. Кстати, потеря мощности в линии идет на нагрев трансмиссии. линейный кабель, который на метр длины не сильно нагревается.

Переменный ток в зависимости от постоянного тока

Учитывая, что мы хотим уменьшить потери в линии за счет использования высокого напряжения, выбор между переменным и постоянным током становится очевидным. это довольно сложно снизить высокое напряжение постоянного тока до низкого напряжения без дополнительных потерь; легко снизить высокое напряжение переменного тока на низкое напряжение с помощью понижающего трансформатора .Понимаете много из них, когда вы проходите мимо подстанции. Идеальный трансформатор уменьшает В и увеличивает I , поэтому что мощность IV постоянна. Район подстанция обычно снижает напряжение до разумного значения для уличных линий скажем 330 В, а потом небольшой трансформатор снаружи и / или внутри вашего дома снижает его до 110 В (220 в Европа). Поскольку ток и напряжение чередуются с синусоидальные волны, мощность, передаваемая, скажем, тостеру, также колеблется.Частота колебаний тока или напряжения 60 циклов / сек (60 Гц) в США и 50 Гц в Европе. Фигура ниже показано, как ток, напряжение и мощность выглядят как функция времени вместе со средними (RMS) значениями нагрузки рисунок 10 А в США.

Напряжение, ток и мощность резистивного прибора, потребляющего 10 ампер (как тостер). Показаны средние (RMS) значения. пунктирными линиями.Этот прибор потребляет 1100 Вт RMS.

Уравнения

• электрическое сопротивление: R = V / I
• электрическая мощность: P = IV = I²R

Сводка

• Сопротивление определяет количество тока, который будет течь в проводе на вольт.
• Потери мощности из-за сопротивления провода возрастают по мере увеличения в квадрате тока и, следовательно, уменьшается как квадрат напряжение при фиксированной общей мощности.Доля потерь в линия передачи увеличивается с увеличением спроса.

Удельное сопротивление и сопротивление — University Physics Volume 2

Теперь рассмотрим сопротивление провода или компонента. Сопротивление — это мера того, насколько сложно пропустить ток через провод или компонент. Сопротивление зависит от удельного сопротивления. Удельное сопротивление является характеристикой материала, используемого для изготовления провода или другого электрического компонента, тогда как сопротивление является характеристикой провода или компонента.

Чтобы рассчитать сопротивление, рассмотрим участок проводящего провода с площадью поперечного сечения A, , длиной L и удельным сопротивлением. Батарея подключается к проводнику, обеспечивая разность потенциалов на нем ((рисунок)). Разность потенциалов создает электрическое поле, пропорциональное плотности тока, согласно.

Величина электрического поля на сегменте проводника равна напряжению, деленному на длину,, а величина плотности тока равна току, деленному на площадь поперечного сечения. Используя эту информацию и вспомнив что электрическое поле пропорционально удельному сопротивлению и плотности тока, мы можем видеть, что напряжение пропорционально току:

Единицей измерения сопротивления является ом,.Для заданного напряжения чем выше сопротивление, тем ниже ток.

Резисторы

Обычным компонентом электронных схем является резистор. Резистор можно использовать для уменьшения протекания тока или обеспечения падения напряжения. (Рисунок) показывает символы, используемые для резистора в принципиальных схемах цепи. Два широко используемых стандарта для принципиальных схем предоставлены Американским национальным институтом стандартов (ANSI, произносится как «AN-см.») И Международной электротехнической комиссией (IEC).Обе системы обычно используются. Мы используем стандарт ANSI в этом тексте для его визуального распознавания, но отметим, что для более крупных и сложных схем стандарт IEC может иметь более четкое представление, что упрощает чтение.

Обозначения резистора, используемого в принципиальных схемах. (а) символ ANSI; (b) символ IEC.

Зависимость сопротивления материала и формы от формы

Резистор можно смоделировать как цилиндр с площадью поперечного сечения A, и длиной L , сделанный из материала с удельным сопротивлением ((Рисунок)).Сопротивление резистора составляет.

Модель резистора в виде однородного цилиндра длиной L и площадью поперечного сечения A . Его сопротивление потоку тока аналогично сопротивлению трубы потоку жидкости. Чем длиннее цилиндр, тем больше его сопротивление. Чем больше его площадь поперечного сечения A , тем меньше его сопротивление.

Наиболее распространенным материалом для изготовления резистора является углерод. Углеродная дорожка намотана на керамический сердечник, к нему прикреплены два медных вывода.Второй тип резистора — это металлопленочный резистор, который также имеет керамический сердечник. Дорожка сделана из материала оксида металла, который имеет полупроводниковые свойства, аналогичные углеродным. Опять же, в концы резистора вставляются медные провода. Затем резистор окрашивается и маркируется для идентификации. Резистор имеет четыре цветные полосы, как показано на (Рисунок).

.

Сопротивление может быть разным. Некоторые керамические изоляторы, например те, которые используются для поддержки линий электропередач, имеют сопротивление или более. Сухой человек может иметь сопротивление руки к ноге, тогда как сопротивление человеческого сердца составляет около.Кусок медного провода большого диаметра длиной в метр может иметь сопротивление, а сверхпроводники вообще не имеют сопротивления при низких температурах. Как мы видели, сопротивление зависит от формы объекта и материала, из которого он состоит.

Плотность тока, сопротивление и электрическое поле для токоведущего провода. Рассчитайте плотность тока, сопротивление и электрическое поле медного провода длиной 5 м и диаметром 2,053 мм (калибр 12), по которому проходит ток с током 0,5 м.

Мы можем рассчитать плотность тока, сначала найдя площадь поперечного сечения провода, которая есть, и определение плотности тока. Сопротивление можно найти, используя длину провода, площадь и удельное сопротивление меди, где. Удельное сопротивление и плотность тока можно использовать для определения электрического поля.

Решение Сначала мы рассчитываем плотность тока:

Сопротивление провода

Наконец, мы можем найти электрическое поле:

Значимость Исходя из этих результатов, неудивительно, что медь используется для проводов, пропускающих ток, потому что сопротивление довольно мало.Обратите внимание, что плотность тока и электрическое поле не зависят от длины провода, но напряжение зависит от длины.

Сопротивление объекта также зависит от температуры, так как оно прямо пропорционально. Мы знаем, что для цилиндра L и A не сильно изменяются с температурой, R имеет ту же температурную зависимость, что и (Исследование коэффициентов линейного расширения показывает, что они примерно на два порядка меньше типичных температурных коэффициентов удельного сопротивления, поэтому влияние температуры на L и A примерно на два порядка меньше, чем на

— это температурная зависимость сопротивления объекта, где — исходное сопротивление (обычно принимается равным R, — сопротивление после изменения температуры. Цветовой код показывает сопротивление резистора при температуре.

Многие термометры основаны на влиянии температуры на сопротивление ((Рисунок)). Один из наиболее распространенных термометров основан на термисторе, полупроводниковом кристалле с сильной температурной зависимостью, сопротивление которого измеряется для определения его температуры. Устройство небольшое, поэтому быстро приходит в тепловое равновесие с той частью человека, к которой прикасается.

Эти знакомые термометры основаны на автоматическом измерении сопротивления термистора в зависимости от температуры.

Проверьте свое понимание Тензодатчик — это электрическое устройство для измерения деформации, как показано ниже. Он состоит из гибкой изолирующей основы, поддерживающей рисунок из проводящей фольги. Сопротивление фольги изменяется по мере растяжения основы. Как меняется сопротивление тензодатчика? Влияет ли тензодатчик на изменение температуры?

Рисунок фольги растягивается по мере растяжения основы, а дорожки фольги становятся длиннее и тоньше.Поскольку сопротивление рассчитывается как, сопротивление увеличивается по мере того, как дорожки из фольги растягиваются. При изменении температуры меняется и удельное сопротивление дорожек фольги, изменяя сопротивление. Один из способов борьбы с этим — использовать два тензодатчика, один используется в качестве эталона, а другой — для измерения деформации. Два тензодатчика поддерживаются при постоянной температуре

Сопротивление коаксиального кабеля Длинные кабели иногда могут действовать как антенны, улавливая электронные шумы, которые являются сигналами от другого оборудования и приборов.Коаксиальные кабели используются во многих случаях, когда требуется устранение этого шума. Например, их можно найти дома через кабельное телевидение или другие аудиовизуальные соединения. Коаксиальные кабели состоят из внутреннего проводника с радиусом, окруженного вторым, внешним концентрическим проводником с радиусом ((Рисунок)). Пространство между ними обычно заполнено изолятором, например полиэтиленовым пластиком. Между двумя проводниками возникает небольшой ток радиальной утечки. Определите сопротивление коаксиального кабеля длиной L .

Коаксиальные кабели состоят из двух концентрических жил, разделенных изоляцией. Они часто используются в кабельном телевидении или других аудиовизуальных средствах связи.

Стратегия Мы не можем использовать уравнение напрямую. Вместо этого мы смотрим на концентрические цилиндрические оболочки толщиной dr и интегрируем.

Решение Сначала находим выражение для dR , а затем интегрируем от до,

Значение Сопротивление коаксиального кабеля зависит от его длины, внутреннего и внешнего радиусов, а также удельного сопротивления материала, разделяющего два проводника.Поскольку это сопротивление не бесконечно, между двумя проводниками возникает небольшой ток утечки. Этот ток утечки приводит к ослаблению (или ослаблению) сигнала, передаваемого по кабелю.

Проверьте свое понимание Сопротивление между двумя проводниками коаксиального кабеля зависит от удельного сопротивления материала, разделяющего два проводника, длины кабеля и внутреннего и внешнего радиуса двух проводников. Если вы разрабатываете коаксиальный кабель, как сопротивление между двумя проводниками зависит от этих переменных?

Чем больше длина, тем меньше сопротивление.Чем больше удельное сопротивление, тем выше сопротивление. Чем больше разница между внешним радиусом и внутренним радиусом, то есть чем больше соотношение между ними, тем больше сопротивление. Если вы пытаетесь максимизировать сопротивление, выбор значений для этих переменных будет зависеть от приложения. Например, если кабель должен быть гибким, выбор материалов может быть ограничен.

Сопротивление изоляции кабеля

СОПРОТИВЛЕНИЕ ИЗОЛЯЦИИ КАБЕЛЯ

ПОЧЕМУ КАБЕЛИ ИЗОЛИРОВАНЫ? An ВВЕДЕНИЕ

За исключением кабелей передачи энергии, которые находятся на электрических столбах, почти все кабели, которые используются сегодня, имеют изоляцию.Уровень или степень сопротивления изоляции кабеля зависит от цели, для которой кабель был разработан. Помимо экономии энергии от потери или рассеивания в окружающую среду, одна из важнейших причин, по которой кабели изолированы, — это спасение нас от опасности поражения электрическим током.

Электричество очень опасно. Первое прикосновение может быть последним прикосновением и никогда не дает ни единого шанса. Легкое прикосновение к кабелю, по которому проходит электрический ток, может привести к несчастному случаю со смертельным исходом.Наше тело частично проводит электричество. Когда наше тело соприкасается с проводником с током, электрический ток будет стремиться течь от проводника, а затем к нашему телу. Наше тело, будучи частичным проводником, не сможет проводить электрический ток. Когда ток слишком силен, чем может вместить наше тело, он убивает человека, это вопрос.

Чтобы избежать подобных аварий в наших домах, возникла необходимость в изоляции кабелей. Изоляция предотвращает утечку тока, а также не дойдет до нас, тем самым защищая нас от поражения электрическим током.

Изолятор — это материал или вещество, не проводящее тепло или электричество. Изоляторы не проводят тепло или электричество, потому что в них нет свободно движущихся электронов. Считается, что проводники изолированы, если они покрыты изоляционным материалом, таким как ПВХ и т. Д. Этот процесс называется изоляцией. Изолятор вокруг проводника предотвращает утечку электроэнергии и сигналов в окружающую среду.

Повышение температуры увеличивает сопротивление в проводниках, в то время как сопротивление уменьшается с увеличением температуры в полупроводниках, а также в изоляторах.Повышение температуры может сделать полупроводник хорошим проводником, а изолятор — полупроводником.

Жила кабеля снабжена изоляцией подходящей толщины для предотвращения утечки тока. Толщина любого кабеля зависит от назначения его конструкции. Путь утечки тока в таком кабеле радиальный. Сопротивление или противодействие, обеспечиваемое изоляцией току, также является радиальным по всей ее длине.

Для одножильной жилы кабеля с радиусом r ₁ , радиусом внутренней оболочки r ₂ , длиной l и удельным сопротивлением изоляционного материала ρ периметр жилы равен 2πr l . Толщина изоляции указывается как dr.

R _ins = ρdr / 2πr l

После интеграции мы получим:

R _ins = ρ / 2π l [loge r ₂ / r ₂ ]

R _ins обратно пропорционально 1/ l вопреки R = ρ l .Где ρ (rho) — постоянная, известная как удельное сопротивление .
Существуют кабели, которые имеют более одного изоляционного слоя и более одной жилы. Главный провод, находящийся в центре, служит основным проводником. Другая жила служит для заземления и предотвращения выхода электромагнитных волн и излучения из кабеля. Он служит щитом. Кабели в этой категории — это коаксиальные кабели.

Коаксиальный кабель передает электрический сигнал с помощью внутреннего проводника (внутренний или основной проводник может быть любым хорошим проводником, но в основном предпочтительнее медь из-за ее низкого удельного сопротивления, медь также может быть покрыта гальваническим покрытием) содержится в основном в корпусе из ПВХ.Перед внешним корпусом из ПВХ расположены два или более других изолятора с алюминиевой фольгой или медной жилой между ними. Кабели защищены от внешних воздействий наружным корпусом из ПВХ. В то время как напряжение проходит через внутренний проводник, экран или корпус практически не пропускают напряжение.

Преимущество коаксиальной конструкции заключается в том, что электрическое и магнитное поля ограничены диэлектриком с небольшой утечкой за пределы экрана. Благодаря уровню изоляции в кабелях, который предотвращает проникновение в них внешних электромагнитных полей и излучений, исключаются помехи.Поскольку проводники большого диаметра имеют меньшее сопротивление, утечка электромагнитного поля будет меньше. То же самое и с кабелями с большей изоляцией. Зная, что более слабые сигналы легко прерываются небольшими помехами, кабели с большим количеством слоев изоляции всегда являются хорошим выбором для передачи таких сигналов.

Отметив, что сопротивление изоляции кабеля определяется его конструктивным назначением, есть некоторые факторы, которые инженер должен учесть перед проектированием кабеля.Коаксиальные кабели потребуют большей изоляции, потому что кабель не только предотвращает утечку мощности, но и улавливает электромагнитное излучение. Утеплитель варьируется от одного слоя до двух, трех или четырех. Кабели предназначены для разных целей.

Ниже приведены некоторые характеристики изолированных кабелей;

• Термостойкие кабели
• Высокая стойкость изоляции
• Высокая устойчивость к порезам, разрывам и истиранию
• Лучшие механические и электрические свойства
• Устойчивость к маслам, растворителям и химическим веществам
• Устойчивость к озону и погодным условиям.

Подземные кабельные установки: термическое сопротивление почвы

Кто бы мог подумать, что инженер-электрик должен быть еще и специалистом по физике почвы.Но все чаще такие знания становятся критически важными при проектировании и внедрении подземных систем передачи и распределения электроэнергии. Вопросы достаточно простые. Электричество, протекающее по проводнику, выделяет тепло. Сопротивление тепловому потоку между кабелем и окружающей средой вызывает повышение температуры кабеля. Умеренное повышение температуры находится в пределах диапазона, для которого был разработан кабель, но температуры выше расчетной сокращают срок службы кабеля. Катастрофический отказ происходит, когда температура кабеля становится слишком высокой, как это было в Окленде, Новая Зеландия, в 1998 году.Поскольку грунт находится на пути теплового потока между кабелем и окружающей средой и, следовательно, является частью теплового сопротивления, тепловые свойства грунта являются важной частью общей конструкции.

Подробные расчеты, необходимые для правильного проектирования подземной кабельной системы, известны уже более 60 лет.Обычно используемые процедуры описаны в Neher и McGrath (1957), а совсем недавно — в Международной электротехнической комиссии (1982). Эти расчеты можно выполнить вручную, но сейчас большинство инженеров используют либо коммерческие, либо самодельные компьютерные программы. Расчеты довольно подробны и, как правило, основаны на здравой физике или хорошем эмпиризме, пока не дойдут до почвы. Тогда часто выбираемые числа — это почти выстрел в темноте. Поскольку даже в хорошо спроектированной системе на грунт может приходиться половина или более общего теплового сопротивления, инженеры должны относиться к этой части с таким же уважением, как к кабелям и каналам.

Термическое сопротивление почвы
Хорошие теории, описывающие тепловое сопротивление почвы, существуют уже давно (de Vries, 1963; Campbell and Norman, 1998). Эти модели основаны на моделях диэлектрического смешения и рассматривают общее удельное сопротивление как взвешенную параллельную комбинацию составляющих удельных сопротивлений. При определении удельного теплового сопротивления почвы важны пять составляющих. Это кварц, другие минералы почвы, вода, органические вещества и воздух в порядке увеличения удельного сопротивления.Фактические значения для этих материалов составляют 0,1, 0,4, 1,7, 4,0 и 40 м C / Вт. Не зная ничего о весовых коэффициентах для них в реальном грунте или насыпном материале, должны быть ясны четыре вещи: 1) Воздух плохой. Заливка должна быть плотно упакована, чтобы минимизировать воздушное пространство для достижения приемлемо низкого теплового сопротивления. 2) Замена воздуха водой очень помогает, но вода все равно не очень хороший проводник. 3) Органическое вещество, каким бы влажным оно ни было, все равно будет иметь очень высокое удельное сопротивление. 4) Заполненные материалы с высоким содержанием кварца будут иметь самое низкое удельное сопротивление при прочих равных условиях.Мы проиллюстрируем некоторые из этих моментов примерами.

Плотность и термическое сопротивление
На рисунке 1 показано, насколько важно уплотнение для достижения приемлемо низкого теплового сопротивления в материалах обратной засыпки. Значение, часто принимаемое для теплового сопротивления грунта при расчетах подземного кабеля, составляет 0,9 м С / Вт. Ни одна из кривых на рис. 1 никогда не становится настолько низкой, даже при очень высокой плотности. Типичная плотность полевой почвы, способной поддерживать рост растений, составляет около 1,5 мг / м3. При такой плотности даже кварцевый грунт имеет удельное сопротивление более чем в 4 раза превышающее предполагаемое значение.Из рисунка 1 можно сделать три важных наблюдения. Во-первых, органический материал никогда не подходит для отвода тепла от подземного кабеля, независимо от его плотности.

Рисунок 1 . Термическое сопротивление сухого пористого материала сильно зависит от его плотности.

Во-вторых, термическое сопротивление сухих гранулированных материалов, даже когда они уплотнены до высокой плотности, не идеально для засыпки кабеля. В-третьих, воздушные пространства контролируют поток тепла, поэтому, несмотря на то, что кварцевые минералы имеют в 4 раза более низкое удельное сопротивление, чем суглинки, общее удельное сопротивление этих двух материалов одинаково при одинаковой плотности.
Следует отметить, что произвольно высокие плотности недостижимы только путем уплотнения. Частицы одинакового размера упаковываются до заданной максимальной плотности. Чтобы достичь более высокой плотности, без измельчения частиц, более мелкие частицы добавляются в пустоты между более крупными частицами. Таким образом, наивысшая плотность достигается за счет использования хорошо отсортированных материалов.

Содержание воды и термическое сопротивление
Хотя удельное сопротивление воды выше, чем у минералов почвы, оно все же намного ниже, чем у воздуха.Если поры в почве заполнены водой, а не воздухом, удельное сопротивление уменьшается. На рисунке 2 показано влияние воды. Плотность составляет около 1,6 Мг / м3, что намного ниже, чем самые высокие значения на рис. 1, но с небольшим количеством воды удельное сопротивление значительно ниже 1 м С / Вт. Теперь, когда в порах больше воды, эффект кварца более выражен. Удельное сопротивление органического грунта, хотя и лучше, чем в сухом состоянии, все же слишком велико, чтобы обеспечить разумный отвод тепла для подземного кабеля.

Рис. 2. Добавление воды в пористый материал резко снижает его термическое сопротивление.

Содержание воды в поле
Поскольку удельное тепловое сопротивление сильно зависит от содержания воды, а содержание воды в почве столь же изменчиво, разумно спросить, какое содержание воды следует ожидать в почвах поля. Ниже и даже чуть выше уровня грунтовых вод почва насыщена (все поры заполнены водой). В этих ситуациях можно быть уверенным, что удельные сопротивления останутся на самых низких значениях, возможных для данной плотности почвы.Минимальное содержание воды в корневой зоне растущих растений обычно колеблется от 0,05 м3 / м3 в песках до 0,1 или 0,15 м3 / м3 для почв с более мелкой структурой. Это содержание воды примерно соответствует содержанию воды на рис. 2, при котором сопротивление начинает резко возрастать. Это иногда называют критическим содержанием воды, и это такое содержание воды, ниже которого поток пара с тепловым потоком в температурном градиенте не будет повторно подаваться обратным потоком жидкости через поры почвы. Этот момент очень важен при проектировании подземного кабеля, потому что, когда почва вокруг кабеля становится настолько сухой, тепло кабеля отгоняет влагу, высушивая почву вокруг кабеля и увеличивая ее удельное сопротивление.Это приводит к дополнительному нагреву, который отгоняет дополнительную влагу. Может возникнуть состояние теплового разгона.

Индивидуальная засыпка
Более низкое удельное сопротивление в сухом состоянии, чем показано на рис. 1, может быть достигнуто с использованием специально разработанных материалов засыпки. На место можно заливать жидкость для термической засыпки (FTBTM). Его удельное сопротивление в сухом состоянии составляет около 0,75 м C / Вт, а во влажном состоянии снижается до менее 0,5 м C / Вт (подробности см. На сайте http://www.geotherm.net).

Измерение
Хотя термические свойства почвы можно вычислить на основе физических свойств, обычно легче измерить их напрямую, чем производить вычисления.Методы предоставлены ASTM (2000) и IEEE (1992). В принятом методе используется линейный источник тепла. Обычно нагревательный провод и датчик температуры помещают в трубку иглы для подкожных инъекций с маленьким отверстием, длина которой примерно в 30 раз превышает ее диаметр. Температура контролируется, пока игла нагревается. В этой системе с радиальным тепловым потоком быстро устанавливается устойчивое состояние, и можно построить график зависимости температуры от логарифмического времени, чтобы получить прямую зависимость. Тепловое сопротивление прямо пропорционально наклону линии.Некоторые компании предлагают приборы, подходящие как для полевых, так и для лабораторных измерений удельного теплового сопротивления, а зонды можно оставить на месте для контроля тепловых свойств после установки и использования кабеля.

Особенности площадки
В дополнение к вопросам, рассмотренным выше, существует также несколько проблем, связанных с конкретной площадкой, которые необходимо учитывать при проектировании и реализации подземных кабельных прокладок. Сюда входит анализ компромисса между глубиной установки, стоимостью установки и термостабилизацией.Чем глубже проложены кабели, тем более стабильна тепловая среда, особенно если неглубокие водные горизонты и восходящий капиллярный поток приводят к относительно влажным условиям вокруг кабелей. Состояние поверхности также будет влиять на обмен водой и энергией между почвой и атмосферой и, следовательно, на тепловую среду вокруг кабелей. В городах поверхность, скорее всего, будет покрыта дорогами, зданиями, парками или садами, в то время как в сельской местности наиболее распространены голые почвы или растительный покров.Важно учитывать состояние поверхности и его влияние на нижележащую тепловую среду, и особенно любые изменения в состоянии поверхности, которые могут привести к нежелательным последствиям. Например, добавление растительности может привести к значительному высыханию почвы с потенциальными последствиями, о которых говорилось ранее. В частности, глинистые почвы могут растрескиваться при высыхании, что приводит к образованию воздушных зазоров вокруг кабелей, и необходимо приложить все усилия, чтобы этого не произошло. Потенциальным «горячим точкам» вдоль трассы кабеля (например, зонам хорошо дренированной песчаной почвы или участкам с растительностью, которые могут привести к значительному высыханию почвы) следует уделять особое внимание для обеспечения долгосрочного успеха любой установки.Дополнительное обсуждение некоторых из этих вопросов можно найти на http://www.thermalresistivity.com

Заключение
Есть пять важных моментов, которые инженер-электрик должен извлечь из этого краткого обсуждения. Во-первых, для безопасной и успешной прокладки кабеля электропитания под землей необходимо знать тепловые свойства грунта и засыпки. Нельзя с уверенностью принять значение 0,9 м C / Вт. Во-вторых, плотность и влагосодержание играют важную роль в определении удельного теплового сопротивления.Определите плотность материала обратной засыпки и убедитесь, с помощью проектирования и соответствующего управления, что содержание воды не может опускаться ниже критического уровня. В-третьих, естественные почвы, которые поддерживают рост растений, всегда будут иметь гораздо более высокое сопротивление, чем искусственные материалы, из-за их более низкой плотности и переменного, но иногда низкого содержания воды. В-четвертых, доступны специальные материалы для засыпки, которые могут обеспечить адекватные тепловые характеристики при любых условиях. В-пятых, измерение теплопроводности как в полевых условиях, так и в лаборатории является относительно простым делом и должно быть частью любого проекта по проектированию и установке кабеля.Наконец, существует несколько специфичных для участка проблем, таких как глубина прокладки кабеля, управление растительностью и почвенными водами, а также предотвращение чрезмерного высыхания и растрескивания почвы, которые могут привести к образованию воздушных зазоров, и все это необходимо учитывать при проектировании и реализации. подземные силовые кабельные установки.

За дополнительной информацией обращайтесь в ICT International

Ссылки
ASTM (2000) Стандартный метод испытаний для определения теплопроводности почвы и мягких пород с помощью процедуры термического игольчатого зонда.ASTM 5334-00

Кэмпбелл, Г. С. и Дж. М. Норман (1998) Введение в биофизику окружающей среды. Springer Verlag, Нью-Йорк.

DeVries, D. A. (1963) Термические свойства почв. in W. R. van Wijk, Physics of the Plant Environment John Wiley, New York

IEEE (1992) Руководство по измерениям теплового сопротивления почвы. Inst. инженеров по электротехнике и электронике, Inc. Нью-Йорк.

Международная электротехническая комиссия (1982) Расчет номинального постоянного тока кабелей.Публикация 287, 2-е изд.

Нехер, Дж. Х. и М. Х. МакГрат. (1957) Расчет превышения температуры и нагрузочной способности кабельных систем. Операции AIEE по энергетическим аппаратам и системам. Vol. 76

(PDF) Проводники с переменным сопротивлением (VRC) для защиты от обледенения линий электропередач

Благодарность

Авторы благодарят Ice Engineering, LLC за многолетнюю финансовую поддержку этого исследования

.

Приложение A. Номинальные параметры переключателя

Рассмотрим участок кабеля, состоящий из нечетного числа изолированных жил N

, через которые протекает общий ток нагрузки I

0

.

Каждая прядь имеет сопротивление R

S

, так что сопротивление секции

в нормальном режиме (режим низкого сопротивления) составляет R

S

/ Н. В этом режиме

ток в каждая нить составляет

Is = I0 = Nð2Þ

В режиме защиты от обледенения (высокое сопротивление) общее сопротивление составляет N · R

S

.

Полный ток I

0

протекает через каждую жилу, и, таким образом, падение напряжения

на одной цепи составляет

Vs = I0 · RSð3Þ

Для конфигурации последовательного переключателя (Рис.2), напряжение на каждом переключателе

в выключенном состоянии (высокоомный режим) составляет 2 · В

S

. Не все токи

при включенных переключателях равны. На каждом конце сегмента

есть (N −1) / 2 переключателя. Они переносят токи {2 · I

S

,

4 · I

S

,… (N − 1) I

S

}. Мы можем оценить общие требования к переключателю по

, суммируя вольтамперные требования (ВА) для каждого переключателя.

Поскольку требования к напряжению идентичны для каждого переключателя, мы сначала суммируем токи

, а затем умножаем их на напряжение. Сумма

токов на каждом конце равна 2 (N − 1) I

S

, всего 4 (N − 1) I

S

на обоих концах.

Умножая на напряжение, мы получаем общую потребность коммутатора в ВА

для последовательной конфигурации:

VAseries = 8N – 1ðÞVSISð4Þ

Для параллельной конфигурации коммутатора (Рис.3), ток через

каждого переключателя, когда он включен (нормальная работа), равен 2 · I

S

. Напряжения, когда выключатели

выключены, составляют: {2 · V

S

, 4 · V

S

,… (N − 1) V

S

}. Чтобы найти общее количество VA

требований для каждого переключателя, мы можем отдельно суммировать напряжения

, а затем умножить их на ток, потому что требования по току

идентичны для каждого переключателя.Сумма напряжений на каждом конце составляет 2 (N − 1)

V

S

, всего 4 (N − 1) V

S

на обоих концах. Умножив на напряжение, мы получим

, общую потребность коммутатора в ВА для параллельной конфигурации:

ВА, параллельная = 8N – 1ðÞVSISð5Þ

Мы видим, что с точки зрения суммы номиналов ВА переключателей требования

идентичны.

Литература

Адмират П., 2008. Образование мокрого снега на воздушных линиях.В: Фарзане М. (Ред.),

Атмосферное обледенение электрических сетей. Спрингер, Нидерланды, стр. 119–169.

Атмаджи, A.M.S., Sloot, J.G.J., 1998. Гибридное переключение: обзор современной литературы.

Энергетический менеджмент и поставка электроэнергии ’98. .

Cloutier, R., Bergeron, A., Brochu, J., 2007. Спецификация антиобледенителя сети под нагрузкой для большой сети передачи

. Транзакции IEEE о доставке Powere 22 (3),

1947–1955.

От кутюр, П., 2004. Коммутационные модули для отбора / ввода мощности (без заземления

или опорного напряжения фазы) от объединенной высоковольтной линии. Институт электротехники и

Инженеры-электронщики Сделки по поставке электроэнергии 19 (3), 1259–1266.

CME Wire and Cable, Inc, 2006. Каталог по питанию и управлению. Сувани, Джорджия.

Купер-младший, Дж. А., Агарвал, А., 2002. Устройства переключения мощности SiC — вторая электроника

революция? Труды IEEE 90 (6), 956–968.

Диван, Д., Джохал, Х., 2007. Распределенные ФАКТЫ — новая концепция для реализации управления потоком электроэнергии из сети.

. IEEE Transactions по силовой электронике 22 (6), 2253–2260.

Фарзане, М., Волат, К., Леблон, А., 2008. Методы защиты от обледенения и защиты от обледенения воздушных линий

. В: Фарзане М. (Ред.) Атмосферное обледенение электрических сетей.

Springer, Нидерланды, стр. 229–268.

Гякум, Дж. Р., Роббер, П. Р., 2001. Ледяная буря 1998 г. — анализ события планетарного масштаба

.Ежемесячный обзор погоды 129 (12), 2983–2997.

Хорвилл, К., Дэвидсон, К.С., Грейнджер, М., Дери, А., 2006. Применение HVDC для устранения обледенения линий электропередачи

. Конференция IEEE PES по передаче и распределению и выставка

, стр. 529–534.

Юно, М., Лангейт, К., Карон, Дж., 2005a. Комбинированные модели для нарастания гололеда и

антиобледенения токоведущих электропроводов. IEEE Transactions on Power

Delivery 20 (2), 1611–1616.

Юно, М., Лангейт, К., Сен-Арно, Р., Бенни, Дж., Оде, Дж., Ричард, Дж. К., 2005b. Методология динамического программирования

для разработки стратегий защиты от обледенения во время ледяных штормов

путем распределения нагрузочных токов в передающих сетях. Транзакции IEEE на

Power Delivery 20 (2), 1604–1610.

Лафорте, Дж. Л., Аллер, М. А., Ла Фламм, Дж., 1998. Современные технологии защиты от обледенения линий электропередач.

Атмосферные исследования 46 (1–2), 143–158.

Ландри, М., Beauchemin, R., Venne, A., 2000. Удаление обледенения воздушных линий электропередачи сверхвысокого напряжения

с использованием электромагнитных сил, создаваемых умеренными токами короткого замыкания.

Труды 9-й Международной конференции IEEE по передаче и

Строительство распределительных сетей, эксплуатация и техническое обслуживание линии под напряжением, стр. 94–100.

Лю П.Ю., Хе Х.М., Пан С.П., 2008. Расследование замороженной катастрофы 2008 года и исследование противообледенительной защиты

в энергосистеме провинции Гуандун. Китайская международная конференция по электроэнергии

Распределение, стр.1–5.

Маккарди, Дж. Д., Салливан, К. Р., Петренко, В. Ф., 2001. Использование диэлектрических потерь для удаления льда в линиях передачи

с высоковольтным возбуждением 100 кГц. Протокол конференции

Тридцать шестого ежегодного собрания Общества отраслевых приложений IEEE, стр. 2515–2519.

Merrill, H.M., Feltes, J.W., 2006. Обледенение при передаче: физический риск с физическим эффектом

Hedge Общее собрание энергетического общества IEEE. Монреаль, Канада.

Персонне, П., Гайе, Дж. Ф., 1988. Обледенение проводов и антиобледенение, вызванное эффектом Джоуля

. Журнал прикладной метеорологии 27 (2), 101–114.

Питер, З., Волат, К., Фарзанех, М., Кисс, Л.И., 2008. Численные исследования нового метода термической защиты от обледенения

для воздушных проводов на основе сильноточных импульсов.

IET Generation, Transmission and Distribution 2 (5), 666–675.

Петренко В. Ф. и Салливан К. Р., 2003. Импульсный электротермический антиобледенитель для линий электропередачи.Патентные заявки США

№ 60/545 038, 2004 и 60/497 442, 2003.

Петренко В.Ф. и Салливан, С. Р., 2008. Система и способ устранения обледенения линии электропередачи

. Заявка на патент США № 12/193, 650, 2008.

Петренко В.Ф., Хига М., Старостин М., Дереш Л., 2003. Импульсное электротермическое удаление льда.

Труды тринадцатой Международной конференции по морской и полярной инженерии

, Гонолулу, Гавайи, стр. 435–438.

Петренко, В.Ф., Салливан, С. Р., Козлюк, В., 2010. Импульсное электротермическое обледенение (ПЭТД).

Холодные регионы Наука и технологии.

Pierce, W.T., 1954. Устройство для удаления обледенения для электрических кабелей, Патент США № 2797344.

Polman, H., Ferreira, J.A., Kaanders, M., Evenblij, B.H., Van Gelder, P., 2001. Разработка двунаправленного гибридного переключателя постоянного тока ZVS

600 В / 6 кА с использованием БТИЗ.