Изотермической поверхности

пей — свобо/u.ым зажимом. Зажимы, предназначенные для под-'ключения проводов слаботочных цепей (термопары, термометры сопротивления и т. п.), необходимо отделять от зажимов, находящихся под напряжением выше 250 в. Для этого сборки зажимов цепей с напряжением выше 250 в (до 400 0) выделяют и закрывают кожухами, внутренняя поверхность которых защищена изолирующим материалом. Такими же кожухами закрывают и все .другие сборки зажимов, установленные па щите.

Трансформаторное масло является изолирующим материалом, обеспечивающим также охлаждение обмоток. Применяется для заливки трансформаторов, масляных выключателей и другой высоковольтной аппаратуры.

При мощности более 100 кВ-А, а напряжении свыше 6,3 кВ, и при меньшей мощности, трансформаторы снабжают расширительным бачком. Охлаждение масла мощных трансформаторов осуществляется иногда водяными охладителями. Допустимая температура нагрева масла 95 °С. Трансформаторное масло, являясь прекрасным изолирующим материалом, имеет ряд недостатков: горючесть, взрывоопасность продуктов разложения и др. В пожароопасных производственных помещениях, общественных зданиях, туннелях метрополитена, на судах и других закрытых помещениях, в шахтах, при напряжении до 10 кВ и мощности до 750 кВА применяют сухие трансформаторы со стеклянной изоляцией обмоток на кремнийорганических или других нагревостойких лаках, а также трансформаторы, заполненные негорючим жидким диэлектриком — совтолом. Продукты разложения совтола ядовиты, поэтому совтоловые трансформаторы снабжены газопоглотителями.

Специальные электротехнические стали с малыми удельными потерями на гистерезис и вихревые токи имеют толщину от 0,5 до 0,1 мм\ более тонкие листы приходится применять при повышенной частоте. В радиоэлектронике и вычислительной технике применяются также сердечники из спрессованной смеси ферромагнитного порошка с изолирующим материалом и из ферритов, получаемых спеканием окислов магнитных и немагнитных материалов.

На 93 показано устройство барабанного контроллера. Барабан 2, спрессованный изолирующим материалом, вращают вокруг оси штурвалом /. На поверхности барабана укреплены медные или бронзовые контакты-сегменты 3. На неподвижной рейке 5 установлены контактные пружинящие пальцы 4, к которым подключают провода электрической цепи. Для гашения дуги при разрыве контактов барабанные контроллеры имеют дугогасительные сопротивления и изо-

В 1891 г. М. О. Доливо-Добровольский в связи с разработанной им системой трехфазного тока создал конструкцию трехфазного сухого трансформатора с обычным и в настоящее время применяемым расположением трех стержней сердечника в одной плоскости. В том же 1891 г. директор завода Эрликон в Швейцарии Броун (Braun) построил первые масляные однофазные трансформаторы на весьма высокое по тому времени напряжение переменного тока 30 кв. Эти трансформаторы показали, что масло является не только агентом, охлаждающим обмотки, но также и изолирующим материалом.

Конструкции нагревательных элементов. Устройство нагревательных элементов может быть различным. Нагревательный элемент трубчатого типа ( V. 10) состоит из нагревательной спирали, снабженной электрической изоляцией и помещенной в металлическую трубку с внутренним диаметром 8—10 мм. Наружный диаметр нагревательной спирали 4—5 мм. Свободное пространство между спиралью и стенкой трубки заполняется изолирующим материалом в виде порошка окиси магния или мелкого кварцевого песка.

Отогревание замороженных трубопроводов. Применение электрической энергии для отогревания замороженных водопроводных труб дает хорошие результаты, обеспечивая восстановление системы при незначительных затратах времени и средств. Такое отогревание можно производить, пропуская электрический ток по стенкам трубопровода или же нагревая электрическим током грунт, прилегающий к трубопроводу. Последний способ (косвенное отогревание) применяют в тех случаях, когда стыки раструбного трубопровода залиты цементом или другим изолирующим материалом, нарушающим непрерывность цепи вдоль трубопровода.

При проведении плавок касание шихты инструментом, не защищенным изолирующим материалом, и без рукавиц запрещается.

Периодическое перемагничивание ферромагнитного магнитопровода вызывает в нем потери из-за гистерезиса и вихревых токов. Для уменьшения последних магнитопроводы выполняются из изолированных между собой листов стали, а также из смеси ферромагнитного порошка с изолирующим материалом и из ферритов. Потери на вихревые токи в стальном листе пропорциональны квадратам максимальной индукции В2т, частоты f2 и толщины листа а2. Потери из-за гистерезиса пропорциональны В^2 и /.

негорючим или трудногорючим изолирующим материалом, кроме расположенных во взрывоопасных зонах всех классов.

Как очевидно из сказанного, при перемещении по изотермической поверхности нельзя заметить изменения температуры. Изменение температуры можно наблюдать лишь при перемещении по любому направлению s, пересекающему изотермические поверхности. Наиболее резкое изменение температуры получится при перемещении по нормали к изотермическим поверхностям.

Таким образом, градиент температуры является вектором, направленным по нормали к изотермической поверхности в данной точке поля. Его положительным направлением считается направление возрастания температуры.

При измерении температуры поверхности, которое производится обычно при помощи термопары без защитной арматуры, погрешность в основном возникает вследствие теплопроводности термопары. Поэтому для уменьшения погрешности измерения температуры поверхности, так же как и при измерении температуры внутри твердого тела, термопару следует укладывать значительной своей частью на изотермической поверхности, т. е. на поверхности, температура которой измеряется.

и т. п. Полученные уравнения позволяют установить следующее правило. Температура данной изотермической поверхности тела (т. е. такой поверхности, во всех точках которой температура одинакова), например tlclTl, равна температуре какой-либо предыдущей изотермической поверхности, в этом случае f'J, за вычетом произведения

теплового потока q на термическое сопротивление s3A3 между рассматриваемыми поверхностями; или температура данной изотермической поверхности, например t™1, равна температуре t™ какой-либо последующей поверхности, сложенной с произведением теплового потока q на термическое сопротивление s3A3 между рассматриваемыми поверхностями.

Тепловой поток через единицу изотермической поверхности называется плотностью теплового потока:

где л0 — единичный вектор нормали к изотермической поверхности.

Вектор плотности теплового потока направлен по нормали к изотермической поверхности в сторону убывания температуры, поскольку теплота передается всегда от нагретых частей к холодным. Этим фактом объясняется наличие знака минус в законе Фурье, Вектор grad Т называется градиентом температур:

Количество теплоты, проходящее через площадь изотермической поверхности S за время /,

Вывод этих формул основан на следующем. Пусть имеется сечение твердого тела со следами изотермических поверхностей (рис, 6-23). Сквозь единицу площади изотермической поверхности проходит поток плотностью q. В нашем случае

где X1 — теплопроводность материала; п — единичный вектор, направленный по нормали к изотермической поверхности в сторону возрастания температуры; dt/dn — производная от температуры по нормали, Для некоторой изотермической поверхности 5;, находящейся между поверхностями S/ и Sj, плотность теплового потока