电气发热和计算.ppt

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1、电气发热与计算主讲人：陈磊主要内容发热对载流导体的影响；导体的长时发热与散热；导体短时发热与散热；第一节发热对载流导体的影响载流导体运行中的工作状态载流导体工作中的损耗电阻损耗磁滞、涡流损耗介质损耗发热对导体和电气的不良影响机械强度下降绝缘性能降低导体接触部分性能变坏电阻损耗输电线或电磁线圈的导体本身及连接处都有电阻存在，当电流流过时，就会电阻损耗，将电能转变为热能。P=KfjI2R交流电阻：电阻系数与温度的关系：——时的电阻系数；当Kfj——附加损耗系数，考虑交变电流集肤效应和邻近效应的影响；集肤效应邻近效应集肤效应

2、当交变电流流过导线时，导线周围变化的磁场也要在导线中产生感应电流，从而使沿导线截面的电流分布不均匀。尤其当频率较高时，此电流几乎是在导线表面附近的一薄层中流动，这就是所谓的集肤效应现象。邻近效应相邻导线流过高频电流时,由于电磁作用使电流偏向导线一侧分布的特性,称为邻近效应。若两根导线流过的电流方向相反，则相邻近的一侧电流密度比较大；若两根导线流过的电流方向相同，则相邻的一侧电流密度较小，相反的一侧电流密度较大。磁滞损耗基本磁滞回线Br——剩余磁感应强度；HC——矫顽力这种B的变化滞后于H变化的现象称为磁滞现象。铁磁质物

3、质内的磁感强度外磁场强度涡流损耗减小涡流的方法铁损交变磁通在铁心中产生的磁滞损耗和涡流损耗的和称为铁磁损耗，简称为铁损。介质损耗电介质——电气绝缘材料；介质损耗——交流电场中的电介质特性；电导损耗+极化损耗；电导损耗——由泄漏电流形成；极化损耗——电介质中的带电粒子由于不断、反复的极化消耗的电能所转化成的热能。金属材料机械强度与温度的关系绝缘性能降低绝缘材料的耐热温度；绝缘材料的寿命周期；绝缘材料的允许温度；绝缘的耐热温度绝缘材料的耐热温度：该类材料所能承受而不致引起其机械特性、电气特性和热性能降低的最高工作温度，也称

4、极限温度。按我国标准将绝缘材料按耐热温度分为七级，在该温度下能工作20000h而不致损坏。各级绝缘材料的耐热温度等级耐热温度相应的材料Y90未浸渍过的棉纱、丝及电工绝缘纸等材料或组合物所组成的绝缘结构A105浸渍过的Y及绝缘结构材料E120合成的有机薄膜、合而成的有机瓷器等材料或其组合物组成的绝缘结构B130以合适的树脂粘合或浸渍涂覆后的云母、玻璃纤维、石棉等。F155以合适的树脂粘合或浸渍涂覆后的云母、玻璃纤维、石棉等，以及其他无机材料，合适的有机材料或其组合物所组成的绝缘结构H180硅有机漆，云母、玻璃纤维、石棉等

5、用硅有机树脂粘合材料以及一切经过实验能用在此温度范围内的各种材料C>180以合适的树脂（如热稳定性特别优良的硅有机树脂）粘合或浸渍涂覆后的云母、玻璃纤维等，以及未经浸渍处理的云母、陶瓷、石英等材料或其混合物所组成的绝缘材料绝缘材料寿命期最高允许温度最高允许温度：是用一定方法测定的电器元件的最热温度，在此温度下，整个电器能保持连续工作；允许温度小于耐热温度；分为正常最高允许温度和短路最高允许温度，后者较高；电气设备的允许温度要考虑到它的最薄弱环节；短路最高允许温度通常用来校验设备的热稳定性。导体接触部分性能变坏发热使导体

6、接触面氧化，生成氧化层薄膜，接触电阻增大，增大的速度随温度的升高而成倍增长；使弹簧的弹力元件退火，压力降低，接触电阻增加；可能导致局部过热火灾。接触电阻产生接触电阻的原因：1、切面（接触面）表面的凹凸不平，金属实际接触面积减小，使电流线在接触面附近发生严重收缩现象；2、接触面在空气中可能迅速形成一层薄膜附着于表面，使电阻增大。接触电阻的组成接触电阻RJ由两部分组成：（1）收缩电阻——RS；（2）表面膜电阻——Rb；RJ=RS+Rb接触的类型固定接触：用紧固件压紧的电接触。工作过程中无相对运动。可分接触：在工作中可以分开

7、的接触，又称触头。滑动及滚动接触：在工作中，触头间可以互相滑动或滚动，但不能分断电路。收缩电阻整个接触面的收缩电阻为：各个接触点收缩电阻的并联值；——与材料形变情况有关的量；——材料的布氏硬度，N/m3；——加于二导体的机械压力，N；——接触点的数目。膜电阻在电接触的接触面上，由于污染覆盖着一层导电性很差的物质，由此而形成的接触电阻称为膜电阻。膜电阻的影响：使接触电阻值增大；接触严重不稳定；破坏电接触的正常导电。膜电阻的类型尘埃膜：指飞扬于空气中的固体微粒，由于静电的吸引力而覆盖在接触表面形成的膜电阻。特点：在外力作用

8、下，易脱落，具有随机性。吸附膜：指气体分子或水分子在接触表面的吸附层。特点：只有几个分子层厚，高压强时，可降低到1~2个分子层，但无法完全消除。该膜靠隧道效应导电。无机膜：暴露在空气中的金属触头，在化学腐蚀的作用下，表面形成各种金属化合物的薄膜（如氧化膜，与H2S反应生成硫化膜）。特点：取决于金属的化学和电化学性质。其对电接触的破