导体的发热和电动力、导体的选择ppt课件

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1、第三章导体的发热和电动力、导体的选择电气设备有电流通过时将产生损耗。3-1概述发热对电气设备的影响(1)使绝缘材料的绝缘性能降低;(2)使金属材料的机械强度下降;(3)使导体接触部分的接触电阻增加。导体通过短路电流时，最高允许温度可高于正常最高允许温度，对硬铝及铝锰合金取200℃，硬铜取300℃。载流导体的电阻损耗；载流导体周围金属构件处于交变磁场中所产生的磁滞和涡流损耗；绝缘材料内部的介质损耗。损耗都将转变成热量使电气设备的温度升高。长期发热:由正常工作电流产生的；短时发热:由故障时的短路电流产生的

2、。最高允许温度导体正常最高允许温度一般不超过+70℃;在计及太阳辐射影响时,钢芯铝绞线及管形导体,按不超过+80℃考虑;当导体接触面处有镀(搪)锡的可靠覆盖层时,允许提高到+85℃,当有银的覆盖层时，可提高到95℃。3-2导体的长期发热和短时发热导体电阻损耗的热量QR导体的交流电阻Rac导体吸收太阳辐射的热量Qt导体对流散热量Ql一、导体的长期发热与计算1、通过电流后导体的稳定温升和稳定温度电阻率及电阻温度系数材料名称电阻率电阻温度系数纯铝铝锰合金铝镁合金软棒铜硬棒铜钢0.027~0.0290.

3、037900.045800.017480.017900.15000.004100.004200.004200.004330.004330.00625(1)自然对流散热屋内自然通风或屋外风速小于0.2m/s单位长度导体散热面积与导体尺寸、布置方式等有关。单条导体对流散热面积三条导体对流散热面积二条导体对流散热面积(2)强迫对流散热强迫对流散热系数空气导热系数,当气温为20℃时空气运动黏度系数，当空气温度为20℃时如风向与导体不垂直,二者之间有一夹角φ，则修正系数强迫对流散热量导体辐射散热量Qf导体材料

4、的辐射系数材料辐射系数材料辐射系数表面磨光的铝表面不光滑的铝精密磨光电解铜有光泽的黑漆无光泽的黑漆0.039~0.0570.0550.018~0.0230.08750.96~0.98白漆各种不同颜色油质涂料有光泽的黑色虫漆无光泽的黑色虫漆0.80~0.950.92~0.960.8210.91导体的温升热量平衡方程2、导体的安全载流量导体长期通过电流时，稳定温升为提高导体载流量，宜采用电阻率小的材料。导体形状，在同样截面积条件下，圆形导体的表面积较小，而矩形、槽形的表面积则较大。导体布置应采取散热效果

5、最佳的方式，而矩形截面导体竖放的散热效果比平放的要好。裸导体按周围环境温度为+25℃，允许最高温度为+70℃电气设备按环境温度为+40℃，允许最高温度为+75℃导体稳定温度计算周围环境温度与标准条件不同时，导体载流量的修正[例]屋内配电装置中装有100mm×8mm的矩形导体。导体正常运行温度为70℃，周围空气温度为25℃，计算导体的载流量。解(1)求交流电阻(2)求对流散热量(4)导体的载流量(3)求辐射散热量二、导体的短时发热与计算(一)短时发热过程及导体的最高温度导体短路时发热特点(1)发热时

6、间短，产生热量来不及向周围介质散矢，可认为在短路电流持续时间内所产生的全部热量都用来升高导体自身的温度，即认为是一个绝热过程；(2)短路时导体温度变化范围很大,它的电阻和比热容不能再视为常数，而应为温度的函数。用曲线计算最高温度的方法(1)由已知的导体初始温度θw(取正常运行时最高允许温度),从相应的曲线上查出Aw；(2)由Aw和Qk值求出Ah；(3)由Ah从曲线上查出θh值。(二)短路电流热效应Qk的计算因短路电流的变化规律复杂，难于用简单的解析式来表示，故工程上常采用近似计算法来计算短路电流热效应

7、。1、求周期分量的热效应2、求非周期分量的热效应非周期分量等效时间T短路点T(s)tk≤0.1stk>0.1s发电机出口0.150.20发电机升高电压母线及出线发电机电压电抗器后0.080.10变电站各电压母线及出线0.05(三)短路时导体允许的最小截面如果使导体短路时最高温度θk，刚好等于材料短路时最高允许温度，且已知短路前导体工作温度为θw，从曲线中可查得相应的Ak和Aw。考虑到集肤效应的影响工作温度4045505560657075808590硬铝及铝锰合金99979593918987858382

8、81硬铜186183181179176174171169166164161[例3-1]发电机出口引出母线采用100mm×8mm、Kf＝1.05的矩形截面硬铝母线，运行在额定工况时母线的温度为70ºC。流过母线的短路电流为I"＝28kA，I0.6＝24kA，I1.2＝22kA。继电保护动作时间为tp＝1s，断路器全分闸时间为tb＝0.2s。计算母线短路时最高温度及其热稳定性。解:(1)短路电流热效应计算(2)计算最高温度θw=70℃查得Aw=0.55×10