0.3 Phát nóng

Đại cương

Khái niệm chung

Nhiệt lượng sinh ra do dòng điện chạy qua trong cuộn dây hay vật dẫn điện khi thiết bị̣ điện làm việc sẽ gây phát nóng. Ngoài ra trong thiết bị̣ điện xoay chiều còn do tổn hao dòng xoáy và từ trễ trong lõi sắt từ cũng sinh ra nhiệt. Nếu nhiệt độ phát nóng của thiết bị̣ điện vượt quá trị số cho phép thì thiết bị̣ điện sẽ nhanh bị hư hỏng, vật liệu cách điện nhanh bị già hóa, độ bền cơ khí của kim loại bị giảm sút. Nhiệt độ cho phép của các bộ phận của thiết bị̣ điện tham khảo theo bảng cho sẵn.

Trong tính toán phát nóng thiết bị̣ điện thường dùng khái niệm độ chênh nhiệt $t$ là hiệu số giữa nhiệt độ phát nóng và nhiệt độ môi trường xung quanh thiết bị̣ điện 0. Ở vùng ôn đới cho phép $t$ =350C, vùng nhiệt đới $t$ =500C. Sự phát nóng thiết bị̣ điện còn tùy thuộc vào chế độ làm việc. Thiết bị̣ điện có ba chế độ làm việc: dài hạn, ngắn hạn và ngắn hạn lặp lại.

Các nguồn nhiệt trong thiết bị điện-các phương pháp truyền nhiệt

Trong thiết bị̣ điện một chiều sự phát nóng chủ yếu là do tổn hao đồng. Đối với thiết bị̣ điện xoay chiều, sự phát nóng sinh ra chủ yếu là do tổn hao đồng trong dây quấn và tổn hao sắt từ trong lõi thép, ngoài ra còn tổn hao do hiệu ứng bề mặt.

Song song với quá trình phát nóng có quá trình tỏa nhiệt gồm: dẫn nhiệt, bức xạ nhiệt và đối lưu nhiệt.

Quá trình dẫn nhiệt, nhiệt lượng dẫn tính theo công thức

dQ = - . $\frac{\partial \overrightarrow{Q}}{\partial \overrightarrow{X}}$ .dS.dt

Trong đó:dQ: nhiệt lượng được dẫn theo phương x.

$\frac{\partial \overrightarrow{Q}}{\partial \overrightarrow{X}}$ : građien nhiệt lưu theo phương x; dS: diện tích nhiệt lưu đi qua, dt: thời gian; : hệ số dẫn nhiệt [W/0C.cm].

Bức xạ nhiệt: phụ thuộc bề mặt tỏa nhiệt

Đối lưu nhiệt: phân làm đối lưu tự nhiên và đối lưu cưỡng bức, đối lưu phụ thuộc vào vị trí phân bố của vật thể, kích thước bề̀ mặt, tính chất môi trường xung quanh vật và nhiệt độ môi trường.

Nếu xét cả đồng thời ba hình thức trên thì có công thức Niutơn sau:

P = .S. hay  = $\frac{P}{\mathrm{S\alpha }}$

Trong đó: P: nhiệt lượng tỏa ra; S: diện tích tỏa nhiệt.

: độ chênh nhiệt của vật dẫn với môi trường.

: hệ số tỏa nhiệt [N/0C.cm2].

Dùng công thức trên rất tiện nhưng sai số cỡ (15 $¸$ 25)%

Hệ số tra trong tài liệu thiết kế:

+Với cuộn dây truyền nhiệt tốt trong phạm vi nhiệt độ 750C $¸$ 1200C hệ số là:

= 11.10-4 đến 12,98.10-4 [W/0C cm2]

+Với cuộn dây truyền nhiệt kém: = 9,84.10-4 đến 11,52.10-4 [W/0C. cm2].

Nhiệt độ phát nóng và cấp cách điện

Nhiệt độ môi trường xung quanh quy định cho các nước ở vùng ôn đới 0 = 350C, nước ở vùng nhiệt đới 0 = 400C. Nhiệt độ phát nóng chênh lệch  = - 0 quy định vùng ôn đới thì:  =350C, vùng nhiệt đới  =500C.

Cấp cách điện: căn cứ vào khả năng chịu nhiệt độ phát nóng lớn nhất của vật liệu cách điện mà không làm phá hủy tính chất cơ của nó, người ta chia vật liệu cách điện ra các cấp cách điện gồm cấp: