многофазный токовод

Формула изобретения

МНОГОФАЗНЫЙ ТОКОВОД, содержащий изолированные один от другого токопроводы одного профиля с клеммами для подключения с одного конца к потребителю, а с другого к источнику питания, причем пары параллельно включенных токопроводов противоположно расположены относительно центра токовода и симметрично размещены относительно остальных пар токопроводов, отличающийся тем, что центры токопроводов расположены на расстоянии

a K ,

где I - ток, проходящий в токопроводе;

K = - коэффициент, учитывающий зону высокой активности взаимовлияния полей токопроводов, зависящий от конструкции токопровода;

r - радиус токопровода;

- глубина проникновения тока.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам токораспределения и может быть использовано для питания потребителей электроэнергии в многофазных сетях с частотой до 10 кГц, например, питание электродвигателей, термоустановок.

Известен многофазный токопровод, содержащий изолированные друг от друга токопроводы одного профиля, которые подключены с одного конца к потребителю, а с другого - к источнику питания, причем пары параллельно включенных токопроводов противоположно расположены относительно центра токопровода и симметрично размещены относительно остальных пар токопроводов.

Недостатком является то, что уменьшена пропускная способность за счет неравномерного распределения тока по сечению, возникающего из-за большого расстояния между токопроводами, особенно при высоких частотах и больших сечениях. Применение этого шинопривода не безопасно на территории завода, в цехе.

Целью изобретения является увеличение пропускной способности путем снижения коэффициента добавочных потерь.

Указанная цель достигается тем, что в многофазном тоководе, содержащем изолированные друг от друга токопроводы одного профиля, которые подключены с одного конца к потребителю, а с другого - к источнику питания, причем пары параллельно включенных токопроводов противоположно расположены относительно центра токовода и симметрично размещены относительно остальных пар токопровода, согласно изобретению центры токопроводов расположены на расстоянии

a K , где I - ток, проходящий в токопроводе;

K = - коэффициент, учитываю- щий зону высокой активности взаимовлияния полей токопроводов и зависит от конструктивного выполнения токовода;

r - радиус токопровода;

- глубина проникновения тока.

На фиг. 1 изображен отрезок токовода в поперечном сечении и приведена схема соединения токопроводов в начале и в конце кабельной трассы; на фиг.2 - график зависимости Н = f (I, a, r).

Шинопровод содержит источник 1 питания, нагрузку 2 и токовод 3, выполненный из токопроводов 4. Фазные выводы источника 1 питания и нагрузки 2 соединены фазными токопроводами А, В и С. Каждый из фазных токопроводов 4 (А, В и С) выполнен в виде пары параллельно включенных токопроводов А₁, А₂; В₁, В₂; С₁, С₂. Токопроводы А₁, А₂; В₁, В₂ и С₁, С₂ расположены противоположно относительно центра О токовода 3. Каждый из фазных токопроводов размещен симметрично относительно остальных токопроводов.

Центры токопроводов расположены на расстоянии

a K , где I - ток, проходящий в токопроводе;

K = - коэффициент, учитываю- щий зону высокой активности взаимовлияния полей, токопроводов и зависит от конструктивного выполнения токовода;

r - радиус токопровода;

- глубина проникновения тока.

Определяют величину максимального расстояния между центрами токопроводов а₁, которое обеспечивает коэффициент добавочных потерь К_д = 1, а также расстояние а₂, при котором К_д > 1.

Величина напряженности поля Н вокруг токопровода радиусом r на расстоянии а от его оси определяется выражением

H = (1)

Определяют а₁, при котором поле токопровода О по сечению полностью охватывает параллельно проложенный токопровод О₁ (см. фиг.2):

H₁= r = или 2 а₁ ^{2 .} r - I^.r = 0;

r(2 a₁ - I) = 0 Равенство выполнено, когда r = 0 или 2 а₁² - I =0, откуда J = 2a²₁ , a₁= . (2)

2. Определяют а₂, при котором поле токопровода О охватывает по сечению токопровод О₂ до точки отсчета глубины проникновения с противоположной стороны его расположения. Это промежуточное условие принято, учитывая конструктивное выполнение токовода (см. фиг.2).

Производят аппроксимацию кривой Н = =f(I,r,a) к точкам Р и n.

Из пропорциональности отрезков определяют а₂:

= ; a₂= = ,

(3) обозначают r/r - = k.

При потоке тока, где > r, распределение плотности тока вдоль радиуса не прямолинейно, поэтому К определяется из расчета, что принимается в пределах 0,3-0,5 от r.

При r расчет выполняется по формуле (3).

П р и м е р 1. Дано: R = 30 мм, = 4 А/мм², = 13 мм, определим а₂.

K = = 1,76; S = R²= 2830 мм²,

I = S = 11300A, a₂= 1,76 = 74,5 мм.

П р и м е р 2. Дано: S = 10 мм²; = 4 А/мм², определяют а₂.

R = = 1,79 мм; J = S = 40A;

K = 2

a₂= 2 = 22,52 = 5 мм.

Исходя из экономической целесообразности, коэффициент К можно принимать 1,2-2,5. При малых расстояниях "а" изготовление тоководов практически неосуществимо.

В прототипе снижение К_д не наблюдается из-за большого расстояния, так как интенсивность взаимовлияния полей уменьшается по гиперболической кривой.

От прохождения трехфазного тока через шестижильный токовод 3 образуются два равных противоположно направленных поля и повышается cos , понижается коэффициент добавочных потерь К_д.

Использование изобретения позволит повысить пропускную способность токовода за счет уменьшения коэффициента добавочных потерь, чем больше частота сети, тем выше пропускная способность токовода.