při jaké proudové hustotě se přepálí vodič ?

Zpráva

#16 Příspěvek od **Hill** » 12 lis 2009, 10:48

Ve stejném prostředí a při stejné okolní teplotě a dostatečné délce (kvůli odvodu tepla svorkami) bude samozřejmě maximální proudová zatížitelnost vodiče klesat, protože průřez roste se čtvercem poloměru, ale povrch je mu přímo úměrný, nenarůstá tedy tak rychle. Ale odvod tepla povrchem do okolí je důležitý, snižuje teplotu vodiče.
Pokud jde o vodiče používané v instalacích, tak asi nejsrozumitelnější byla ČSN 34 1020 blahé paměti (ta ještě myslela na to, že se používají vodiče "co dům a strana daly"), z ní se dá ta závislost odvodit velmi dobře.
Poněkud složitější už to bylo v ČSN 33 2000-5-52 (a příloze 5-523NL), tam už se časem objevila povinnost výrobce vodičů a kabelů uvést zatížitelnost - a dnes už se ani jiný stav nepředpokládá.
Ale skutečně těch koeficientů, kterými se proudová hustota nevyšuje a snižuje, je pořád spousta.
Rozhodující je vždy především maximální povrchová teplota, která neohrozí bezpečnost ani funkci zařízení, i kdyby se měla objevit jen vyjímečně.

E8723 · #17 Příspěvek od **E8723** » 12 lis 2009, 11:02

povrchová teplota je pro mě v podstatě teplota tavení mědi. v ČSN jsou snesitelné proudy, kdy se ještě netaví plast a nepálí guma okolo vodiče. proto v ČSN je proudová hustota 20+-20A/mm2, já žhavím drát na 400A/mm2

pro větší průřezy bude asi důležitý i skin efekt.
kdysi jsem zkoušel tavit (přetavil) drátek ponořený ve vodě, teď nechápu, jakej zdroj ho byl schopnej přetavit, když jsem dneska sotva roztavil vlásek o průřezu 1/170

#18 Příspěvek od **Sendyx** » 12 lis 2009, 11:07

Není to až tak složité, jde o dosažení stavu tekutosti materiálu (pak se obvykle vlivem vnějších sil nastartuje destrukce). No a jde o relativně triviální úlohu odvodu tepla, odporu vodiče, vývinu tepla, ovšem na poměrně složitém tvarovém objektu. Kupodivu taková nožovka se řeší nejlíp

.

E8723 · #19 Příspěvek od **E8723** » 12 lis 2009, 11:20

teplo mám v tomto hnusným počasí docela rád, ale některé vzorečky z tepla si bohužel už nepamatuju. kolik tepla je schopný vyzářit válcový vodič při gradientu 1 stupeň jednotkou povrchu třeba 1 mm2?

Crifodo · #20 Příspěvek od **Crifodo** » 12 lis 2009, 11:28

dejme tomu vodič 2 m 1,5 mm2 ze zmiňovaného případu v rozvodnici na šíně Al 800 mm2, zkratuju ho na rám rozvaděče, odpor vodiče včetně přechoďáků a pospojení kostry si tipnu na 0,1 Ohm., napětí v rozvodně 250V, sběrnice jištěná nožovkou 250A. Dejme tomu že pojistka rychle přeruší při desetinásobku a napětí dalšími úbytky klesne o 10V. Takže proud 2,5 kA a okamžitý výkon přes 0,5 MW do dvou metrů drátu. Bude mít smysl řešit tepelnou destrukci slušným tavením? Lineární extrapolování na základě jen tepla je asi k ....

#21 Příspěvek od **Bernard** » 12 lis 2009, 11:41

Na délce drátu asi moc nezáleží, on každý milimetr délky má za sousedy vpravo i vlevo jiné milimetry, které mají stejné starosti s odvodem tepla, a musí ho tedy dostat ven jen přes plochu válečku s milimetrovou výškou. A jeho plocha roste úměrně s průměrem a průřez s kvadrátem, to už tu bylo řečeno. A tak ten milimetr, který má smůlu v horším odvodu tepla nebo trochu zúženým průměrem na to doplatí.

#22 Příspěvek od **Sendyx** » 12 lis 2009, 11:45

E8 píše:teplo mám v tomto hnusným počasí docela rád, ale některé vzorečky z tepla si bohužel už nepamatuju. kolik tepla je schopný vyzářit válcový vodič při gradientu 1 stupeň jednotkou povrchu třeba 1 mm2?

UTFG !
Taky závisí na jeho povrchu, ale část tepla jde pryč vedením ve vodiči, prouděním nebo kontaktem se zhášedlem, taky jsou dráty v některých pojistkách potaženy dalším materiálem (nízkotavitelná pájka, speciální lak... Dlouhá pojistka se velmi přibližně řeší jako nekonečný drát, pokud tam ovšem výrobce neudělal z tavného drátu smyčku.

Crifodo · #23 Příspěvek od **Crifodo** » 12 lis 2009, 11:48

na délce nezáleží asi v laboratorních podmínkách, kde jsou řádově mm válečky vždycky samonosné a neuplatní se na nich jiné vlivy než destrukce tepelným namáháním - roztavení. V praxi se dávno před roztavením může uplatnit snížená mechanická pevnost, pnutí, dilatace, no a jak začneme řešit sta a víc A, tak prostě na délce drátu sakra záleží, protože máme elektromagnet a ten drát se bude chovat, jako bys ho z obovdu vyrval vidlema, teplota sem nebo tam. Už šlus na autobaterii licnou 4mm2 dvakrát omotanou okolo klíče ti ten klíč vyhodí z ruky.

E8723 · #24 Příspěvek od **E8723** » 12 lis 2009, 12:01

dynamické účinky tu rozebírat nechci. málo kdo má doma nožové pojistky 250A, ale max 50A a síla mezi dvěma vodiči o delce 1 metr a vzdálenosti od sebe 10 cm se spočítá 2x10 na -7xI1 x I2 x 1/0,1..=5 newtonů ?.... Zas tak hrozné síly v domovních rozvodech nejsou. nechci už se bavit ani o pojistce, i když jsem s ní začal.
může mi někdo napsat vzoreček na vyzářené teplo z válcového vodiče ?

#25 Příspěvek od **Bernard** » 12 lis 2009, 12:28

Vzoreček asi není problém:

P = (Tp - Ta) / θpa

Problém je velikost toho teplotního odporu mezi povrchem drátu a okolím.

Crifodo · #26 Příspěvek od **Crifodo** » 12 lis 2009, 12:34

předpokládá se jen vyzářené teplo nebo i sdílené prouděním a vedením?
v komplexních podmínkách bych čekal vliv atmosféry, hrubosti povrchu, okolní teploty, blízkých předmětů, to nebude jednoduchý vzoreček...
asi jako tepelný odpor chladiče, napřed se to spočítá nebo najde v grafech a pak se teprve zjistí, k čemu to je.

#27 Příspěvek od **Sendyx** » 12 lis 2009, 12:35

No, matně si pamatuju, že radiace desky bude něco jako

Q = S * C * epsilon * (th/100) na 4,

kde S je plocha, C je konstanta absolutně černého tělesa, epsilon je konstanta odvozená z poměru odrazivosti a pohltivosti a th je absolutní teplota. Tohle je třeba upravit na těleso válce a taky zohlednit vyzařování okolí, pokud se nepletu...

Jenže to je jen 1 složka tepelné ztráty. Navíc při velkých zkratech se spíš uplatní akumulace tepla ve vodiči, ten vodič toho moc nestihne vyzářit. Ale moc toho si nepamatuju, posledně jsem se dostal k analýze tepelných bilancí pojistek před 20 lety

Jestli si s tím chce někdo hrát, stačí nějaká skripta pro elektrické teplo, výpočet topného elementu bez přímého vedení tepla. Tam jsou složky většinou velmi dobře popsány, a dále to stačí řešit jako přechodový děj-akumolace tepla ve vodiči až do okamžiku roztavení.

Crifodo · #28 Příspěvek od **Crifodo** » 12 lis 2009, 12:41

e8: OK, ale vtip je v tom, že když ty domovní pojistky nějaký strejda přemostí kůlem, tak potom jsou na řady ty nožovky na konci ulice před trafačkou a to můžou být 250 i víc.

E8723 · #29 Příspěvek od **E8723** » 12 lis 2009, 12:49

u chladiče je to složitý, protože má složitej tvar a v podstatě jedno žebro sálá na druhý. pro válec je to pro většinu elektrikářů španělská vesnice, ale pro tepláře elementární vzorec:)
ps: to BERNARD: "A tak ten milimetr, který má smůlu v horším odvodu tepla nebo trochu zúženým průměrem na to doplatí."
smůlu měl při pokusech ten milimetr přesně uprostřed[/i]

BOBOBO · #30 Příspěvek od **BOBOBO** » 12 lis 2009, 13:18

Nezapamatoval jsem si to přesně , je to skoro 50 let , ale u nás na vsi na trafačce byly na nn pojistky takové cca 3cm keramické trubky s kontakty na koncích a do nich táta dával 2 dráty , ale nyní hádám 1,5mm průměr . Po velkém větru nebo bouřce nešel proud skoro stále a bylo potřeba , aby frčel kompresor v hospodě .