• Что такое фактурная штукатурка
• Выбираем сухие строительные смеси
• Преимущества напряженного железобетона
• Что влияет на выбор кровельного материала
• В чем преимущество пробковых полов

Мяпраеление

главного луча

главного луча

Фиг. 10.

пространства, т. е. чем бо.тьше число вибраторов, расположенных указанным выше образом. Вместе с сулсением главного луча число боковых лучей увеличивается. Типичная кривая распределения излучения в сечении, перпендикулярном осям вибраторов,

j/ \ \ Направление фазы чередую т с я Фиг. 9.

дана на фиг. 10. С целью получения излучения только в одном направлепрга сзади антенны располагают зеркало, которое также состоит из соответственного ряда вертикальных вибраторов. Чаще всего расстояние между антенной и зеркалом делается

ок. длины волны. По современным воззрениям считается также полезным не только направить луч в желаемую сторону, но и сосредоточить главн. массу^шлучений энергии в нанравлении, которое по возможности близко к горизонту. Рациональность такого наирав-тения следует в общем считать установленной только для более короткой части диапазона К. в. Для целей сужения луча в вертикальной плоскости и из.Т1учения главной массы энергии в направлении горизонта применяются i многоэтаншые антенны, состоя-I щие из ряда вертикальных проводов, расположенных один над другим и возбужденных так. обр., что фазы во всех них оказываются одинаковыми. Этого можно достигнуть простейшим путем, делая каждый из вибраторов длиной в полволну и помещая между ними соединительные катушки, в которых теряется часть фаз (фиг. 11).

В последнее время большое распространение получают также горизонтальные антенны. Одна из таких антенн изобрал^ена на фиг. 12. Здесь А BCD - провода, длиной в полволну, расположенные горизонтально, а Ti,T2, Т3, Т4-лехеровы системы, замкнутые мостами М, в к-рых укладывается по полуволне. В такой антенне колебания во всех проводах происходят в фазе, и антенна иатучает энергию преимущественно в направлении, перпендикулярном линии вибраторов. Применением зеркал возможно направить всю энергию только в одну сторону, а распотолгением ряда антенн одна за другой и соответственным их возбуждением А в с D

Фиг. 1 1 .

Фиг. 12.

молшо сузить луч в вертикальном разрезе, т. е. приблизить его к горизонту. Промежуточным типом антенн является зигзагообразная антенна (фиг. 13), которая при воз-буледении всех ее проводов в чередующихся

Фиг. 14.

фазах дает результат, весьма близкий к антенне с вертикальными вибраторами. Весьма валшым является вопрос о питании сложных направленных антенн, к-рое дало бы желаемые фазы и амплитуды колебаний во всех вибраторах. Для этой цели в нек-рых системах применяются снециа.тьные ко.т-лекторные устройства, напр. в виде лехеро-вой системы (фиг. 14-система Татаринова). В других системах /\ /\ /ч /\ (Маркони) примени- /\/\/\/\ ется питание при по- / V V V \ мощи постепенно раз- Фиг. 1з.

ветвляющихся проводов Ф (фиг. 15), и наконец в целом ряде случаев (Ширекс, Мейснер) применяются системы, в которых сам провод служит Вхместе с тем также и канализатором энергии. Для правильной работы всего передающего устройства в це.!10м выгодно примен5£ть такие устройства, при которых в проводах, отходящих от передатчика, устанавливается бегущая волна . Другими словами, питание д. б. устроено так. образ.,чтобы вся энергия, идущая от нередат-аИЛ:::::::,:-.-.Л---л./. чика, поглощалась 1 I ], антенной без обрат-L ного ее отралсения, которое иове.то бы за собой возникновение стоячей волны в сое--/ диняющих проводах. В конструктивном оформлении применяется ряд мер для того, чтобы сделать антенну по возможности устойчивой к действию ветра и гололедов; для охранения от этого последнего в конструкции антенны часто предусматривается возможность перегрева ее электрическ. током. Особенно трудным является вопрос изоляции. Как правило стремятся не допускать расположения изо ляторов в тех местах, где напряжение имеет иаибсльшую величину (т. е. в пучности напрял^ения). Канализация энергии от передатчика до антенны производится при помощи либо открытой лехеровой системы .либо трубчатой .лехеровой системы, состоящей из иарулшой заземленной трубы и внутрен. провода, который проходит коаксиально. Часто делают эту канализацию в виде лехеровой системы, помещенной в экранирующую трубу,которая заземляется.

Приемники и приемные антенны К. в. Простейшим коротково.лновым приемником является обычно регенеративный приемник с емкостной или индуктивной обратной связью и с одной или двумя степенями усиления низкой частоты (фиг. 16). Такой приемник позволяет обнаруживать весьма слабые сигналы вследствие особенно больших преимуществ, даваемых регенеративным эффектом при К. в. Схема такого приемника не отличается от обыкновенных регенеративных приемников, но в монтансе ее приходится предусматривать некоторые осо-

беиности.Главнейшими из них являются предельное возможное уменьшение начальной емкости контурного конденсатора и экранирование как приемника, так и его нитания. Экранирование имеет целью сохранить стабилизацию, к-рая легко нарушается, напр. при движении руки оператора. В коротковолновом приемнике особенно резко сказывается яв.тение ув-течения приемника приходящими колебаниями, которые стремятся заставить его колебаться синхронно с приходящей волной. Вследствие этого эффекта в коротковолновом приеме обычно но удается получить низких тонов биений, которые, как известно, соответствуют близкой настройке передатчика и приемника. Регенеративные приемники по своей простоте и достаточной наделсности очень часто применяются в эксплоатационных установках, осо-6fyiH0 там, где не требуется иметь пишущего

Фиг. 16.

приема. Гораздо более чувствительным приемником (но вместе с тем и более капризным) является суперрегенеративный. В К, в. эффект сунеррегеперации дает поразительные результаты, особенно при волнах короче 30 м. Вследствие эффекта увлечения сунер-регенеративный прием отличается весьма тупой кривой резонанса и весьма мало реагирует на плохую стабилизацию передающей станции. Прием даже отдаленных станций может происходить без всяких антенн, ма одной лампе, вследствие исключительной чувствительности этого устройства. Тупая кривая резонанса позволяет не заботиться о каком-нибудь экранировании сунеррего-нератора, и прием сигналов возможен при наличии резких толчков, к-рым прибор подвергается, например при переноске и при перевозке его без всяких амортизаторов. В эксплоатационных установках суперрегенеративные приемники несмотря на свои огромные преи.мущества не находят нримене-ния главн. обр. из-за тупой формы кривой резонанса. Это свойство суперрегенератора, столь ценное при приеме нестабилизован-ного передатчика, в случае стабилизованного передатчика яв.тяется только лишним источником помех, не давая возмолчности отстроиться от близкой мешающей станции. Другим неудобным обстоятельством является наличие шумов, связанных с процессом суперрегенерации. В. профессиональных при--емниках серьезного значения в настоящее время почти исключите.льпо применяются супергетеродинные устройства с одной или двумя промел-гуточными частотами. Такой приемник состоит из приемного контура, гетеродина, дающего с приходящей волной требуемые биения, детектора промежуточ-

ной частоты и усилителя этой частоты. После нескольких каскадов усиления промежуточной частоты, которая обычно весьма высока (напр. 300 кц/ск.), получают при помощи второго гетеродина биения с этой частотой, которые дают после детектирования или вторую промежуточную частоту или частоту низкую. Эта новая частота вновь подвергается усилению, а ести нулсио, то и второму детектированию. Такое устройство оказывается уже настолько сложным, что приемник представ.ляет собою значительное технич. сооружение, массивность к-рого увеличивается применением мсталлич. ящиков, слуясащих экранами. Преимуи1;еством такой системы яв.тяется возможность получить совершенно устойчивое усиление с той остротой настройки, к-рая требуется для данного рода передачи и к-рая, вообще говоря, в этих условиях может быть сделана произ-В0.1ЫЮ большой. Предст применяемой остроты настройки задается отчасти скоростью передачи, отчасти стабильностью принимаемых сигналов.

Важную задачу в эксплоатационных приемниках представляет собой ослабление В.ТИЯИИЯ замираний. Простейшим, но далеко не радикальным средством является применение ограничителе й, т. е. приборов, ограничивающих силу сигнала, если она превосходит некоторую предельную. В этом случае весь приемник рассчитывается на успешное действие при некоторой минимальной силе сигнала, соответствующей наличию замирания, ослабляющего сигнал. Все бо-тее сильные сигна.ты вс.тедствие действия ограничителей производят тот же самый эффект, так как ограничители не допускают усиления сигнатов выше определенной интенсивности. Т.о. нарушение релоима приемного устройства может произойти только в том случае, если замирание ослабляет сигнал на большую величину, чем это предусмотрено регу.тировкой приемного устройства. Эта система яв.тяется па. глиативной по двум причинам: 1) глубокие замирания встречаются очень часто и дают нарушение связи и 2) в этой системе заведомо идут на значительное ослабление принимаемых сигналов, т. к. нормальным считается сигнал некоторой минимальной силы. Более радикальным средствам является указанное выше изменение колебаний по амплитуде или по волне и в особенности ирименение приема одновременно в нескольких точках. Если рас-полон{;ить несколько антенн в нек-ром отдалении друг от друга и связать с каждой антенной отдельный приемник, то наступление замираний в этих приемниках будет происходить в различные моменты. Соединяя действие всех этих приемников в нек-ром центральном пункте, получают сигнал, свободный от интерференционных замираний. Приемники при этом будут поочередно испытывать замирания, что почти не сказывается на суммированном их действии. Аналогичным путем м. б. такяге использован тот факт, что замирания в горизонтальных и вертикальных антеннах, расположенных в той же точке, почти всегда чередуются и почти всегда наступают в разные моменты. Большое значение для усиления сигналов

п для ослабления всякого рода помех имеют направленные антенны, устройство которых основано на тех л^е принципах, что и описанных выше передаюших антенн. Исключение составляет антенна Бевередлса в ее различных комбинациях с другими антеннами. Приемиью паправлеиные антенны также снабжаются зерка.пами, применение к-рых здесь важно еще и потому, что они ослабляют эффект эхо , т. е. огралчдают приемник от получения второго сигнала, обошедшего землю по белее д.лиипому пути. Рядом с направленными антеннами очень часто находят применение, даже на эксплоатационных установках, антенны самого примитивного тина, преимуществом которых является возможность легкого перехода с веяны на волну, что невозмолгно при направ.ленных антеннах, которые обычно связаны с определенной длиной волны. В отличие от длинных во.тн приемные рамки здесь почти не применяются.

Коротковолновая аппаратура. Своеобразие коротковолновой техники сказывается также на большинстве приборов, к-рые участвуют как в передающей, так и в приемной аппаратуре. В отношении лами это гл. обр. касается устройства сеточного вывода, к-рый приходится делать значительно более усиленным, так как емкостные токи при К. в. очень ве.71ики. Стремятся также сделать этот вывод по возможности удаленным от волоска и анода для уменьшения внутренней емкости ламиы. Контур для самоиндукции обычно делается из тонкостенных труб, при этом исключительно небольшого диаметра, чтобы не получить значительной емкости. В качестве диэлектрика во всех случаях, где это возмолшо, применяется воздух, так как остальные диэлектрики дают слишком бо.льшие потери. Всемтокове-дущим частям стремятся придавать закруг-.ченную форму с целью избежания возникновения своеобразного факельного разряда (факелы, или свечи, представляют собой особого вида разряд, свойственный высокочастотным токам). При коротких вслнах нос-.ледний мол^ет появиться в местах повышеп-иого градиента, т. е. на остриях и крутых изгибах, далее при относитально небольших напряжениях. Особенно легко факел появляется там, где изолятор соприкасается с ме-та.ллом, и потому по.лезно экранировать эти места особым рассеивате.лем. Появлению разряда способствуют такл-се малейшие неровности на токонесущих поверхностях, что делает необходимою очень тщательную по-.лировку этих частей, в особенности пластин к'онденсаторов. К характерным особенностям схемы и монтажа молено отнести uni-рокое ирименение экранирования, применение симметричной схемы и педантично симметричного монтажа.

Лит.: к л а в ь е А.. Короткие волны, перевод с 5 франц. издашш, Л., 1925; Л ю б б е и К., Короткие полны, пер. с нем., М., 1927; М енн Р.- Короткие электрические волны, пер. с франц., М.-Л., 1928; ТиТбП ; Вестник теоретическ. и экспсрим. электротехники , Москва; Радиолюбитель , М.; Радио всем , М.; С 1 avi ег А.. Les ondes courtes, 5 ed.. Paris, 1925; Lij bben С Киг7,е Wellen, В.. 1925; М e s n у R.. Les ondes eleclriques courtes, Paris. 1927; С r e-in er s F., Kurzwellensendung und Empfang, В., 1926; D u с a t i, Onde corte nelle comunicazioni radio elet-trjche, Bologna, 1927; В a 1 1 a n t i n e S., Proc.-of

the Institute of Radio Engineers*. New York, 1924, v. 12,. 6, p. 813; В r i 1 I 0 n i n, Radio61ectricite , P., 1922, avril; Abraham M., Phypika]. Ztschr. , Leipzig, 1901; van der P о 1. Jahrbuch d. draht]. Telegr.und Teleph. , Berlin, 1919. B. 13; Rudenberg R., Ann. d. Phys. , Leipzig, 1908, B. 25; Elektrische-Nachrichtentechnike, В.; Б'ипк . В.; .Jahrbuch der drahtloscn Telegi. u. TcIephonie , В.: Radio fur Alle , Stg.; Bulletin de la Soc. franc radio61ectrique , P.; Onde electri(iue , P.; QST Franeais et Radioelec-tricite , P.; Experimental Wireless and Wireless Engineer*, L.; Wireless World a. Radio Review*, N. Y.; Proceedings of the Institute of Radio Engineers , N. Y.; QST , Hartford; Radio , S, Francisco; Radio-Broadcast , Garden City; Radio Engineering Magazine*, N. Y.; Radio News , N. Y. M. Бонч-Бруевич..

КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ, необычное электрич. соединение между двумя частями электрич. цепи, непосредственное или через землю, причем сопротивление этого соединения имеет незначительную величину но-сравнению с напряжением между соединенными частями. Нормально электрич. цепь состоит из генератора, соединительных проводов и аппаратов (трансформаторы, воздушные и кабельные линии и сети, распределительные сети) и приемника, и ток в цепи определяется эдс генератора и сопротивлениями всех вышеуказанных элементов. После возникновения К. з. ток в цепи определяется уже только сопротивлениями элементов цени до места К. з. и сопротивлением самого К. з.,. принимаемым равным нулю. Так как обычно-сопротивление приемника велико по сравнению с сопротивлением прочих элементов электрич. системы, то при возникновении К. 3. сила тока в цепи может во много раа превзойти нормальную силу тока и вследствие выделения большой, хотя обычно и кратковременной,мощности,создать опасные условия работы как для самой электрич.. системы, так и для соприкасающихся с ней людей. В результате К. з. может произойти опасное повышение t° элементов электрич. системы, могущее повести или к порче оборудования или даже к воспламенению близлежащих горючих материалов- Взаимодействие между токами в отдельных элементах установки может повести к значительным механич. повреждениям. При К. з. на землю может произойти опасное повышение потенциала заземленных частей. Если сопротивление заземления EQ, то при К. з. на землю потенциал заземленной части, равный нормально нулю, поднимается до величины F=J.E Y, где -ток К. з. на землю в А. При большой величине У может достигнуть значения сотен и даже тысяч V, и прикосновение к заземленной части м. б. смертельным. Катастрофическ. последствия К. з. тем больше, чем дольше длится режим К. з. В виду этого при возникновении К. з. необходимо стремиться к возмолшо быстрейшей его ликвидации путем отключения дефектного участка электрич. системы. Причиной возникновения К. з. являются обычно дефекты изоляции. К. 3. может т. о. произойти вследствие перекрытия или пробоя изолятора, пробоя изоляции кабеля, пробоя изоляции обмоток электрич. машин и аппаратов, разряда между токоведущими частями или между токоведущей частью и землей в воздухе или под маслом. Такие случаи могут иметь место или вследствие плохого качества, изоляции, или вследствие нерациональности конструкции, и.ли вследствие катастрофич.

перенапряжений, на к-рые изоляция системы не рассчитана. Дефекты изоляции могут также появиться вследствие случайных механич. повреждений или случайных загрязнений. Кроме того К. 3. может явиться следствием неправильных манипуляций при коммутационных процессах в распределительных устройствах подстанций, п.т1охого качества контактов и возникающего вс.тедствие этого выделения большого количества тепла и искрения, переходящего в дальнейшем в пробой или перекрытие изоляции. В современных электрич. установках, в связи с сосредоточиванием больших мощностей, токи К. 3. могут достигать величин порядка сотен тысяч А, и механич. усилия в элементах распределительных устройств могут до-ходгггь до десятков г,что ири нерационально спроектированной установке может привести к серьезным авариям.

При внезапном К. з. нормальный режим установки в течение короткого промежутка времени переходит в режим установившегося К. з. Такой переход сопровождается определенными устанавливающимися явлениями, иногда чрезвычайно сложного характера. Общее диференциальное уравнение переходного режима м. б. выражено в виде:

E = iR + L

где Е-эдс генератора, R-омическ. сопротивление контура и L-самоиндукция контура.

К. 3. в сетях постоянного тока. При К. 3. в сети постоянного тока сила тока К. 3. ограничивается только омич. сопротивлением контура, но переходный режим от нормальной работы установки к установившемуся режиму К. 3. зависит также и от самоиндукции. Интеграл ур-ия (1) для случая постоянного тока будет

* = 1 + (о-д)е

- V t

где io-ток в цепи в предшествующий К. з. момент. Таким образом немедленно после возникновения К. з. ток в цепи постепенно увеличивается до значения установившегося тока К. 3.:

Т. к. обычно мощности, сосредоточенные в сетях постоянного тока, и напряжения установок сравнительно невелики, то явление не носит такого катастрофического характера, как это имеет место в мощных сетях переменного тока.

К. 3. в сетях переменного тока. Сила тока К. з. в сетях переменного тока ограничена омич. и индуктивными соироти-влениями контура. При этом почти во всех случаях первенствующее значение имеют индуктивные сопротивления, и омическими сопротивлениями можно пренебрегать. Сопротивления, ограничивающие силу тока К. з., следующие: индуктивное сопротивление генераторов, силовых трансформаторов, дроссельных катушек и реакторов, линий передач и индуктивное и.ти омическое сопротивление заземлений нейтрали генераторов и трансформаторов. Реактивность (реактивное сопротивление) трансформаторов (см.), дрос-

сельных катушек (см.) и реакторов не зависит от момента и характера К. з. Реактивность линий передач (см.) зависит от характера К. 3. (одно-, двух-или трехфазная) и не зависит от момента К. з. Реактивность генераторов зависит от характера К. з. и от промежутка времени, протехсшего от начала К. 3. Реактивность генераторов минимальна в момент возникновения К. з. (мгновенная реактивность, или реактивность рассеяния) и после этого постепенно возрастает до своего установившегося значения (синхронная реактивность). Форма кривой тока К. з. зависит от момента К. з. По Бирмансу, у р-ие тока К. 3. может быть выражено в виде:

ъ = cos (р-(1а- 1st) е- cos (ait -q>)-

- Igt cos (cot-cpst)г (3)

где I -.мгновенный ток К. з., равный

и а и -коэфициенты затухания, зависящие от характеристик генераторов установки (для современных генератороваЗб, 13,5); (р-угол между током и напряжением в момент К. 3.; (Pst-угол между током и напряжением установившегося тока К. з.; Е- действующее напрян^ение; -мгновенная реактивность; It-установившийся ток короткого замыкания, равный

Xgt.-синхрон, реактивность. Ь]сли К. з. произошло в момент перехода напряжения через

максимум, то д> = cos q> = 0 , и постоянная

составляющая тока К. з. е~ cos у = О исчезает. В этом случае кривая тока К. з. имеет симметричный вид, изображенный на фиг. 1. Если К. 3. произошло в момент, когда напряжение переходит через О, то cos <р=1. и кривая тока К. з. в первый момент полностью смещается относительно оси времени, как это изображено на фиг. 2.

Фиг. 1.

Фиг. 2.

В ЭТОМ случае амплитуда первого лолуперио-да тока К.з. (пик тока) может значительно превосходить амштитуду симметричного тока 1а - При имеющемся обычно в сетях переменного тока затухании можно принимать величину пика тока равной 1,8 Т^.

Расчет величины тока К.з. Действующее значение установившегося тока К.з. дается формулой:

Is.= J.-fco, (6)

где 1 ,-действующее значение нормального тока генератора; -сумма синхронной реактивности генератора и внешних реактив-ностей в %, приведенная к нормальной мощности; /Со - поправочный коэфн-т тока возбуждения генератора, равный где г^ -

I = 2

ток возбуждения в условиях действительного К. 3. и i-ток возбуждения, соответствующий ирямолииейной части кривой намагничения , иродолл^енной (в случае необходимости) до нормального напряжения. Нормальная кривая намагничения для генераторов по нормам VDE приведена на фиг. 3. Действующее значение установившегося тока К. 3. дается формулой:

где Ха-сумма мгновенной реактивности генератора и внешних реактивностей в %, приведенная к нормальной мощности. Так. образом расчет тока К. з. сводится к определению реактивности контура от генератора до точки К. 3. По Льюису, величина реактивностей синхронных машин может быть принята следующей: турбогенераторы- мгновенная реактивность 15--25 %, синхрон, реактивность в среднем ж,= 115%; генераторы водяных турбин: Же = 20-45%, Xgf= = 60 -:- 125 %; синхронные конденсаторы: Жд = =40-50 %, в среднем 160%; синхронные двигатели (см.): я; =15- 70%, cCgi= 65-1-150%. Величины установившегося тока К. 3. по нормам VDE для современных генераторов см. Генератор переменного тока, табл. 4.

Амплитуда первого полупериода при К. з. генератора по нормам VDE может превосходить амплитуду нормального тока в 15 раз. Средние величины реактивностей силовых трансформаторов, по данным Льюиса, приведены в табл. 1.

Табл. 1. - Средние величины реактив-н остей силовых трансформаторов.

Относительный ток возбуждена

Фиг. 3.

Реактивность в % {xp,) дроссельных катушек, реакторов и линий передач м. б. рассчитана по ф-ле:

a; j, = g- 100%, (8)

где X-реактивное сопротивление катушки или линии передачи в й:ж = шЬ; Еф -фазное напряжение установки в V, со-уг-товая частота переменного тока, L-самоиндукция в Н. Самоиндукция L (в Н/кда) проводов линии передачи м. б. вычислена по следующим ф-лам. При трехфазном К. з.:

0,46 Ig + 0,05

где Do-среднее геометрическое расстояние между проводами в см, г-радиус провода в ел*. При двухфазном К. з. в ф-лу (9) вместо -Do следует подставить расстояние мелоду проводами, между к-рыми произошло К. з.

При однофазном коротком замыкании на землю:

140 0001

i = 2,77rigl-10-S

(10)

где г'о - эквивалентный средний радиус провода. Эквивалентный радиус уединенного провода Го выводится из ф-лы:

Го = 0,779 г.

(11)

Вообще эквивалентный средний радиус н проводов равен корню стенени п' из произведения членов, образуемых путем умножения эквивалентного радиуса каждого из п проводов на расстояние от этого провода до всех остальных п- \ проводов. Вместо реактивностей в % возможно вести расчет, оперируя с реактивностями, выраженными в й. В первом случае все реактивности сети д. б. приведены к одной и той же мощности, а во втором случае-к одному и тому же напряжению. Расчет комбинированной реактивности от места К. з. до генератора м. б. произведен путем применения законов Кирхгофа. Однако при очень сложных конфигурациях сетей решение задачи получается чрезвычайно сложным, в особенности при наличии нескольких генераторных станций. Работа в таких случаях м. б. упрощена путем применения специальных счетных машин. При несимметричном (одно- или двухфазном) К. 3. может быть рекомендован расчет по методу симметричных составляющих Стоквис-Фортескью.

Термическое действие тока К.з. В виду кратковременности процесса можно принять, что все тепло, освобождающееся в проводе, идет только на нагрев самого провода и не отдается окружающему пространству. Количество тепла, выделившееся в проводе за время dt:

dQ = 0,24г^И dt cal; (12)

здесь г-действующая сила тока в проводе, R-сопротивление провода, равное

(13)

где 0-удельное сопротивление материала провода в HmmIm при темп-ре = 0°, I- длина провода в м, q-сечение провода в мм, &-темп-ра провода, /()-функция, онреде-ляющая.зависимость сопротивления от Г.Т. к. согласно вышесказанному тепло расходуется только на нагрев самого провода, то, с другой стороны,

dQ = eg d&, (14)

где с-уд. теплоемкость материала провода, gf-масса провода, равная

д = qiy, (15)

в ф-ле (15) у-плотность материала провода. Обозначая

к 0,241 (16)

и

(17)

(/1~плотность тока К. з.) и подставляя значения R, dQ пд из (13), (14) и (15) в (12), получаем диференциальн. уравнение нагрева провода при К. 3.

=/cJdi. (18)

Для всех обычно применяемых металлов, кроме ферромагнитных, можно принять, что f(&) = (1 + а&). (19)

Для железа уравнение (19) является недостаточно точным, и в этом случае необходимо принимауь, что

т = (1 + а# -Ь (20)

Подставляя значение из (19) или (20) в (18) и интегрируя диференциальн. ур-ие, получаем следуюндее решение: для немагнитных материалов (медь, латунь, алюминий, серебро, цинк, свинец, олово и т. п.) перегрев

и для лселеза перегрев

+ arc tg -L °

(21)

(22)

где 0-начальн. темп-pa материала провода. При этом принято, что сила тока за время К. 3. не меняется, т. е. что zl = Const. Макси-ма.71ьная t° провода в конце К. з. ,= -f- Значения необходимых для расчета по ф-лам (21) и (22) величин Qo, с, у, ая см. в табл. 2.

Табл. 2. - 3 н а ч е н и я величин с, с, у, а и /9.

Исходя из уравнения (3), мон<:но показать,

что в этом случае интеграл jA-dt можно за-

(23)

менить выражением:

jAdtAI,t,

Материал

Электро-литпч. красная медь

Латунь (30% Zn)

100% проводимости . . . . мягкая . . . . твердая . . .

Алюминий Цинк . . Свинец . Олово . .

Qmm*Im

Серебро 1

мягкое твердое Железо (99,5% F>.) Никель......

0,0167 0,0172 0,0175

0,083- 0,0635 0,0287 0,059 0,19

0,103-

0,132 0,0150 0,0166 0,115

0,11-0,13

С, I У, са1/г град I г/см

Из формул (21) и (22) следует, что перегрев & .является ф-ией произведения АН. При начальной температуре о = 0 ф-лы (21) и (22) принимают следующий вид:

& = Че -1], (21а)

+ arc tg

l/4/З-

(22a)

Jlpu A = f(t) решение принимает след. вид: для немагнитных металлов

(1 + а^о)е 0 -1

-10 (216)

и для железа

а + 20&

+ arc tg -.~?Г^.

(226)

где Agt - плотность установившегося тока К. 3. и V-фиктивное время, являющееся функцией действительного времени К. з. и

отношения -J . Фиктивное время Г м. б.

найдено по кривым фиг. 4. Т. о. в условиях действительного К.з. перегрев провода м. б. вычислен по формулам (21) и (22), при заменен них А на zJjrt и < на Г, определяемое по кривым фиг. 4. На фиг. 5 даны зависимости перегрева от произведения At для различных материалов при начальной темп-ре 0 = 0°. При #0 = 0° перегрев м. б. найден по кривым фиг. 5 путем переноса оси на отрезок АЦ, соответствующий перегреву провода от О до dQ, и оси Atn-u. отрезок д^. Для по-ясиения на фиг. 5 показано определение перегрева красной меди для случая о = 100° и J4 = 2,5-10*. Во всех вышеприведенных ф-лах не учитывается влияние скин-эффекта (см.). В виду того что при наличии скин-эффекта плотность тока но сечению будет неравномерна, точное решение вопроса становится чрезвычайно сложным и требует учета теплопередачи но сечению провода. Расчет средней по сечению м. б. однако легко сделан, если положить уд. сопро-тив.тение провода при f°=0 равньш Q=Qo-k, где к-коэф. скин-эффекта. Так как коэс]). скин-эффекта является возрастающей функцией от магнитной проницаемости, то влияние скин-эффекта будет в особенности сильно для железа. Так как коэф. скин-эффекта является убывающей ф-ией от t°, то следовательно влияние скин-эффекта по мере увеличения t° будет падать. Нагрев изоляции токоведу-щих частей при К.з. по характеру явления существенно отличается от нагрева самого металла токоведушей части. Процесс нагрева м.б. представлен в следующем виде. За время К. 3. (° токоведушей части увеличивается и достигает максимума в конце К.з. В виду кратковременности процесса изоляция токоведушей части за это врем нагреется незначите.тьно. После окончания К. з. начинается остывание токоведущей части, t° же изоляции продолжает повышаться за счет тепла, отдаваемого металлом. При этом темп-ра внутренних слоев изоляции, соприкасающихся с мета.71лом, будет повышаться быстрее, чем температура наружных слоев, и весь процесс нагрева идет, как показано на фиг. 6. Точный анализ вопроса о нагреве изоляции чрезвычайно сложен, однако очевидно, что при одной и той же температуре металла нагрев изоляции будет тем больше, чем больше отношение веса металла к весу изоляции.

При выборе величины допускаемого при К. 3. перегрева необходимо принимать во внимание следующие соображения.-1) У с-ловия безопасности изоляции провода. С этой точки зрения по

3 полюсное К.з. О 02 0.4 0.6 0£ IS П и 1£ 13 tO

) и Z полосное К.з. О л4 ОЯ П 1£ го И 2Я 32 16 ейшёительное вретш К.з. t -секунд

Фиг. 4.

нормам AIEE можно принимать ориентировочно следующие величины: а) для изоляции класса А (пропитанная органическая изоляция) можно допускать максимальную темп-ру токоведущей части 250° при начальной Г 90-105°, т. е. перегрев 145-160°; б) для изоляции класса В (неорганические материалы, могущие содержать в небольшом количестве органич. связующие вещества, напр. миканит, бетон и т. п.) можно допускать максимальную Г = 350° при начальной Г = = 125°, т. е. перегрев 225°. 2) Условия безопасности самого провода. С этой точки зрения необходимо учитывать уменьшение механич. прочности провода вследствие нагрева, отлгига металла, а также возможность расплавления наек легкоплавкими припоями. Зависимость времен ного сопротивления твердотянутой меди по Г. Шмидту от темп-ры при кратковременном нагреве представлена на кривых фиг. 7.

600]

5 300\

Фиг, о.

При выборе допустимого перегрева при К.з. проводов воздушных линий передач необ-

ходимо учитывать, кроме вышеуказанного, также и увеличение стрелы провеса нагретого провода.

Электродинамическое действие тока К.з. Расчет электродинамич. усилий между токоведущими частями м. б. произведен след. способами. 1) Если по проводнику течет ток 1, то в окружающей проводник среде запасается магнитная энергия

где Ф-магнитный поток. При электродинамическом взаимодействии между двумя проводниками, обтекаемыми током I, магнитная энергия превращается в соответствующее количество механическ. работы: J.jtai. =-= -мех. Так как механическая работа равна произведению силы на путь, то окончательно получим силу

. кг, (24)

2-9,81-10

где ds-элемент пути. Т. о. сила, возникающая между проводами, равна произведению тока на скорость изменения потока по линии действия силы. 2) Помимо вышеуказанного способа, расчет электродинамических усилий м. б. произведен на основании дифе-

/ Темп-ра металла провода и Гемп-ра внутреннего слоя изоляции Ш Темп-ра внешнего слоя изоляции

Выключение

Фиг. 6.

ренциального закона Био-Савара-Лаиласа. Напряженность магнитного поля на расстоянии г от элемента тока Idtj (у-координата длины провода) будет

(1Я== (2о)

(фиг. 8); здесь а-угол мелчду направлением тока и направлением от элемента dy к точтсе, для к-рой опреде.тяется напряженность магнитного поля (точка ж). ЭЛементарное усн-.тие между проводником, который проходит через точку ж и обтекается током 1., и элементом тока 1уdy будет

Р. = - - 126)

Путем интегрирования выражения (26) м. б. найдено усилие в точке х от всего соседнего

проводника с

током Ja- Если , Р sin п (ill

dPx = - гг-

I, то

(26а)

Знак минус перед выражением для силы (26) выбран из следующих соображений. Если выбрать направление тока положительным, например снизу вверх, а положительное направление силы - в сторону отталки-

вания, то на основании правила левой руки перед выражением для- силы должен сто-

300 ш°

Те т п е ра тур а

Фиг. 7.

ять знак минус (-). Направление силы будет перпендикулярно плоскости, проходящей через элемент тока в точке х. Для слу-

Фир. 8. Фиг. 9. Фиг. 10.

чаядействия между двумя параллельными бесконечно длинными проводниками (фиг. 9)

1М

0.2 04 0£ 0.8

Ы 20

1.0 d-a

Фиг. И.

усилие в точке х от всего проводника CD Ра = -~- (27)

Т. 9. т. XI.

Аналогичным же образом м. б. найдено и усилие мелоду проводами конечной длины, причем пределы интегрирования конечно изменяются,-например для случая, изображенного на фиг. 10, получим силу

1,02Л

h - X

10-8 кг/см. (28)

Vx*+d* -(/(i-xj+dJ В вышеизложенных формулах (27) и (28) не учтено влияние формы сечения. В случае проводов круглого или трубчатого сечения ф-лы (27) и (28) остаются справедливыми, причем под расстоянием .

d следует понимать рас- . к.

стояние между осями про- i водов; при других формах сечения полученные выше ф-лы становятся не- i верными. Аналитическое i решение задачи с учетом Фир. 12. формы сечения проводников довольно сдожно и возможно*только для некоторых форм проводников . В частности для случая двух параллельных шин одинакового прямоугольного сечения (фиг. 11, А) выражение для силы м. б. написано в виде

2,04/ ft

кг I СМ.

(29)

Вычисление коэфициента к приводит к очень стонсным выражениям, в виду чего при прак-тич. расчетах удобнее пользоваться графиками коэф-та к (фиг. 11, Б). Взаимодействие

0.4\

0.21

Л

о.и

O.CU 3

0.8 12

0.08 0.12

Фиг. 13.

1.6 0.16 9

2.0 О.20 II

между двумя взаимно перпендикулярными проводниками (фиг. 12) м. б. вычислено по следующим ф-лам:

Рх = 1.02-10-8 кг/сл (30)

(сила в точке ж);

(сила на участке х^-х.);

Mo,-x,)=Ii I-llB] 2.35 10-8 кг/см (32) (момент относительно точки О), где коэфициенты В^, В^ и В^ м. б. найдены по кривым фиг. 13 (значения В^ представляют

собой логарифмы чисел, и кривая разбита на 3 части, Имеющие характеристики 1, 3, и 3; ординаты кривой представляют собой мантиссы). Д.)1Я случая, изображенного на фиг. 14, в случае проводника круглого сечения Дуайт (Dwight) дает следующие ф-лы. Сила, действующая на т: а) при т <1

Р -Т Т h 04 ]<у~ 4- -

ifi 1* т~

1,02 10-8 кг;

(33)

16 г*

б) при ш> I

- 1 io[~,3UJ 1й - ж - 24 + 16 1 + 6 m +

+ iS-i-s3 + --il02-10-B a. (34)

Для случая, изобралсенного на фиг. 15 (сила, действующая на нож масляного выключателя), Друде дает следующую ф-лу:

1,612 [in -0,25]-10-8 кг. (35)

При расчете электродинамич. усилий весьма большое значение может иметь явление резонанса (си.). При наличии резонанса действительные усилия могут значительно превзойти величины, рассчитанные по выше-

к -

Фиг. 14.

приведенным ф-яам. Так, в табл. 3 приведены коэф-ты увеличения усилий вследствие резонанса для шин прямоугольн. сечения по данным В. Шпекта (для частот в 60 и 25 пер/ск.).

Табл. 3. -Коэфициент увеличения усилий вследствие резонанса для шин прямоугольного сечения.

При коротких пролетах значение коэф-та меняется в очень широких пределах, почему в этих случаях необходимы специальные расчеты, в виду большой зависимости коэф-та от различных условий (типа изолятора и т. п.) необходим специальный расчет в канедом отдельном случае.

Данными этой таблицы можно пользоваться как ориентировочными при расчетах, причем значения при частоте 50 пер/ск. м. б. получены путем интерполяции. В ответственных случаях однако необходимо учитывать влияние резонанса расчетным путем. Расчет усилия в условиях резонанса м. б. произведен путем составления дифер. уравнения движения рассчитываемого элемента под влиянием электродинамич.усилий. Интегрирование этого дифер. ур-ия дает возможность найти величину деформаций, от к-рых уже легко перейти к напряжениям в материале рассчитываемого элемента.

Лит.: .Лютер Р. А., Электрич. силовые установки, Л., 1926; Лопатин И. А., О нагревании проводов воздушных высоковольтных линий в мощных системах, Известия Электротока , приложение к журналу Электричество , Л.-М., 1929, 7; Воронов Б. А., Расчет электродинамич. усилиСг в дроссельных катушках, Электричество , М., 1925; его ж е, о свойствах масляных выключателей и разъединителей и предъявляемых к ним требованиях, Известия ГЭТ , 1929, 2-3; S t е 1 п ш е t Z С. Р., Transient Electric Phenomena, New York, 1920; Rudenberg R., Elektrische Schaltvorgange, Berlin, 1926; Biermanns J., tlbcrstrOme in Hochspannungs-anlagen, Berlin, 1926; Lewis W. W., Transmission Line Engineering, New York, 1928; Lewis W. W., A New Short-circuit Calculating Table, GeneraI Electrical Review*, Schenectady, 1920, August; M a с к e r-r a s A. P., Calculation of Single-Phase Short Circuit by the Metliod of Symmetrical Components, ibid., 1926, April, July; Ju H. Ku, Transient Analysis of A.-C. Machinerv, Quarterly Trans. American Institute of Electrical Engineers ,N.Y., 1929,v.48, <J; К e s s e 1 r i n g F., Elektrische Schaltgerate, В.-Lpz., 1928; Clerk A., Le reenclenchement sur court-circuit des disjoncteurs u pouvoir de rupture 61evee, RGE , 1928, t. 24, 6, 7; Van-Asperen C, Mechanical Forces on Busbars, <iTrans. Amer. Institute of Electr.Engineers ,New York. 1923, V. 42; D w i g h t H. В., Two Cases of Calculation of Meclianical Forces in Electric Circuits, ibid., 1927, v. 46; Specht W., Short Cut Methode of Calculating Stresses in Bus Structures, General Electrical Review , Schenectady, 1928, v. 31, 8; R e i с h e, Dber die Kurzschlussfestigkeit von Stromwandlern, ETZ , 1928, H. 49; Yorschriftenbuch d. VDE, B. (ежегодн. изд.); Standards of the American Institute of Electrical Engineers, N. Y. Л. Машниллейсон.

КОРРАЗИЯ, процесс обтачивания, шлифования горных пород твердыми минеральными частицами, увлекаемыми сильным ветром. Этот процесс, параллельный процессу дефляции (см.), ведет к созданию новых форм рельефа механическ. путем в противоположность процессу коррозии - химич. воздействию воды на породы. Характер и скорость обтачивания зависят от формы залегания обтачиваемых пород, их твердости и однородности, от силы ветра и формы обтачивающих частиц. В слоистых неоднородных породах более мягкие слои вытачиваются быстрее, причем получается ребристая поверхность; в твердых ж:е и однородных породах при вытачивании пол^ается ряд небольших углублений (ячеистая структура); эти углубления часто удлиняются в направлении господствующего ветра и червеобразно изгибаются. Иногда углубления расходятся в виде лучей от какой-либо центральной точки или же располагаются на поверхности породы в виде сетки или узора. В глинистых слоях песок прорывает длинные борозды-каналы, разделенные крупными ребровидными выступами (я р д а н г и) нетронутой корразией породы; ширина каналов достигает 10-40 м, глубина-до 6 м. При вращательном вихревом движении песка образуются вер1икальные цилиндрич. и конические углубления наподобие котлов .

образуемых в руслах потоков. Поверхности очень твердых плотных известняков и кремнистых пород шлифуются, полируются тонкой атмосферной пылью.

Вследствие того что гонимый ветром песок держится невысоко над поверхностью земли (в Сахаре напр. на 2-3 м), действию К. подвергаются больше всего подноЯшя утесов, скал, каменные глыбы и обломки различных размеров. При господствуюшихветрах в нескольких направлениях отдельные камни обтачиваются с двух, трех сторон (граненые к им ни, дрейкантеры) или принимают форму шариков разной величины (каменный дождь),

Нек-рые геологи термином К. обозначают также обтачивание русла водных потоков и переносимого ими материала-валунов, галек. Гальки из более слабых пород истираются скорее, чем из твердых, и в нижнем течении реки они могут совершенно исчезнуть. Форма и расположение галек на Дне водных потоков имеют большое значение для изучения древних речных отложений, необходимого при разведках россыпей золота и платины.

Лит.: о г Э., Геология, М., 1924; Мушкетов И. в., Физич. геология, т. 2, М.-Л., 1926; Левин-оон-Лессинг Ф. Ю., Введение в геологию. П., 1923; Abel О., СЬег sternformige Erosionsskulptu-ren auf Wiistengereilen, ТаЬгЬ. d. к. к. geol. Reiclis-anstalt , Berlin, 1902, Jg. 51; Foureau F., Quel-ques considerations sur les dunes et les phenomenes eoliens, Mission saharienne. Documents scientifiques, t. 1, Paris, 1905; H e d i n S., Scientific Results of a .Tourney in Central Asia, 1899-1902, Stockholm, vol. 1-2, 1904-05.

КОРРОЗИЯ металлов, поверхностное разрушение металлов под действием химич. или электрохимич. факторов. Различаются: а) К. в электролитах и б) К. под действием газов или паров при высоких t°.

Коррозия металлов в электролитах [J.

Сюда относятся процессы ржавления железа,разрушения металлов под действием воды и различных химических реагентов и т. д. По вычислениям проф. Мааса, мировое производство лселеза с 1890 по 1923 г, равняется 1 766 млн. т; за то же время потери железа от К. составляют 718 млн, т, т. е. ок. 40%. При этом значительная часть потерь оказывается невозвратимой, и т. о. происходит своеобразный процесс рассеивания наиболее ценных для техники металлич. материалов. Американцы исчисляют убытки от К. в среднем ок. 2 млрд. долл. в год. В особенности валсное значение вопросы К. приобретают в химич. промышленности. Здесь не только рациональная постановка производства, но зачастую и самая возможность ведения тех или иных процессов (напр. синтез азотной к-ты) зависят от правильного подбора и отыскания необходимого стойкого материала. В авиации и морском деле в связи с применением легких сплавов не менее вакна проблема зашиты металлическ. конструкций от разрушения влажным воздухом и морской водой. Так, в нек-рых местах Ю. Америки, где воздух содержит высокий % влаги и соляной пыли, самолеты из дур-алюмина разрушались уие через неско.чько месяцев несмотря на самый тшательный уход; свыше 50% эксплоатационных расхо-

дов ложилось только на различные предохраняющие от К. меры защиты. Совершенно понятно значение вопросов борьбы с К. в машиностроении (паровые турбины, газовые -турбокомпрессоры, двигатели внутреннего сгорания и т. д.), строительном деле (особенно гидротехнич. сооружения, горная техника), коммунальном хозяйстве (водопроводы и канализация). Нет почти ни одной отрасли народного хозяйства, где коррозия и борьба с ней не ил1ели бы значения в той или иной мере.

Одними из первых исследователей К. были Галль (1819г.), Деви (1824г.) и Тенар (1819г.), к-рые указали на роль кислорода и углекислоты и на электрохимический характер процессов 1{. В 1830 г. Делярив основал теорию локальных элементов, к-рая служила исходной точкой для многих последующих работ в области К. металлов. В развитой форме электрохимическая теория К. появилась в 1901-06 гг. в результате работ шведской школы (Эриксон-Аурен и Палъмер), изучавшей гл. обр. вопросы ржавления железа. Балтийская школа (Центнершвер) занималась теорией коррозионных процессов и в особенности их кинетикой (1914-28 гг.). Германская школа(Тамман, Гюртлер, Гейн, Бауер, Штраус, Кон) уделила много внимания металлографической части проблемы. Наиболее сильная и многочисленная англо-американ. школа (Уитней, Астон, Эванс, Уокер, Бенгаут, Спеллер, Френд и др.), начиная с 1903 года, дала чрезвычайно большое число работ в этой области, выяснивших влияния внешних условий на К., роль защитной пленки, концентрационных пар и т. д.

Общепризнанной в настоящее йремя теорией К. является электрохимич. теория. Она основывается на данных современной электрохимии и в первую очередь на учении Нернста об электрохимич. элементе. Процессы К. сводятся к основным процессам электрохимического элемента:

I. М(металл) + Н'(ион)->М'(ион) + Н(атомн.); II. а) 2 Н(атомн.)-1-*/г О-(растворенный)-HjG, b) 2 Н(атомн.)->На(молекулярн.).

Реакция I соответствует переходу атомов металла из решетки металлического твердого тела в состояние иона в растворе, причем ион водорода одновременно разряжается (на катоде) с образованием атомного водорода. Выделяющийся водород поляризует катод (см. Поляризация); реакция II представляет процесс деполяризации, или удаления образующейся на катоде пленки водорода. Последнее возможно путем: а) окисления водорода при помощи растворенного в жидкости кислорода или же б) образования молекулярного водорода. Весьма часто наблюдается одновременное течение обоих процессов. Переход металла в раствор в виде иона возможен лишь при наличии определенной разности потенциалов, или, иными словами, при налршии гальванич. пары. Гальванич. пары м. б. здесь следующих родов: 1) в жидкость (электролит) погружены два различных металла (фиг. 1, А); это-самый элементарный тип гальваническ. элемента (например: ZnCu, FeCu, AljFe и т. д.); 2) металл структурно неоднороден; в этом случае роль электродов играют структурные составляющие. Весь металл можно представить состоящим как бы из огромного числа микроскопически малых гальванических нар (например FelFegC, AllCuAlg, CujCu.O и т. д.); часто (если число структурных составляющих больше двух) образуются еще более сложные элементы (фиг. 1, Б); 3) различные части металла неоднородны физически [напр.