（精）导体载流量计算公式.ppt

第三章 常用计算的基本理论和方法 §3.1 正常运行时导体载流量计算 一、概述 载流导体的电阻损耗 绝缘材料内部的介质损耗 金属构件中的磁滞和涡流损耗 一、概述 绝缘性能降低： 温度升高 = 有机绝缘材料老化加快 机械强度下降： 温度升高 = 材料退火软化 接触电阻增加： 温度升高 = 接触部分的弹性元件因退火而压力降低，同时接触表面氧化，接触电阻增加，引起温度继续升高，产生恶性循环 一、概述 长期发热： 导体在正常工作状态下由工作电流产生的发热。 短时发热： 导体在短路工作状态下由短路电流产生的发热。 一、概述 正常时： +70℃； 计及日照+80℃； 表面镀锡+85℃。 短路时： 硬铝及铝锰合金+200℃； 硬铜+300℃。 二、导体的发热和散热 导体的发热： 导体电阻损耗的热量 导体吸收太阳辐射的热量 导体的散热： 导体对流散热 导体辐射散热 导体导热散热 二、导体的发热和散热 二、导体的发热和散热 二、导体的发热和散热 二、导体的发热和散热 由气体各部分发生相对位移将热量带走的过程，称为对流。 二、导体的发热和散热 由气体各部分发生相对位移将热量带走的过程，称为对流。 二、导体的发热和散热 由气体各部分发生相对位移将热量带走的过程，称为对流。 二、导体的发热和散热 热量从高温物体以热射线方式传给低温物体的传播过程，称为辐射。 二、导体的发热和散热 固体中由于晶格振动和自由电子运动，使热量由高温区传至低温区；而在气体中，气体分子不停地运动，高温区域的分子比低温区域的分子具有较高的速度，分子从高温区运动到低温区，便将热量带至低温区。这种传递能量的过程，称为导热。 三、导体载流量的计算 1. 导体的温升过程 三、导体载流量的计算 1. 导体的温升过程 三、导体载流量的计算 2. 导体的载流量 三、导体载流量的计算 2. 导体的载流量 * * 1. 电气设备通过电流时产生的损耗 热量 电气设备的温度升高 2. 发热对电气设备的影响 3. 两种工作状态时的发热 1o）短路电流大，发热量多 2o）时间短，热量不易散出 短时发热的特点： 在短路时，导体还受到很大的电动力作用，如果超过允许值，将使导体变形或损坏。 导体的温度迅速升高 4. 最高允许温度 稳态时： QR+Qt=Ql+Qf QR －单位长度导体电阻损耗的热量 Qt －单位长度导体吸收的热量 Ql －单位长度导体的对流散热量 Qf －单位长度导体的辐射散热量 1. 导体电阻损耗的热量QR （W/m） （Ω/m） ρ －导体温度为20 oC的直流电阻率Ωmm2/m αt －导体温度系数 oC－1 θ －导体温度 oC S －导体的截面积mm2 Kf －导体的集肤效应，导体的集肤效应系数Kf与电流的频率、导体的形状和尺寸有关。 2. 导体吸收太阳辐射的热量Qt （W/m） 太阳辐射功率密度 导体的吸收率 导体的直径 3. 导体对流散热量Ql Fl —单位长度导体散热面积，与导体尺寸、布置方式等因素有关。导体片（条）间距离越近，对流条件就越差，故有效面积应相应减小。 b h b h b b b h b b b b D 3. 导体对流散热量Ql αl －对流散热系数 W/(m2oC） θW — 导体温度； θ0 — 周围空气温度。 Fl －导体的散热面积 (1) 自然对流散热： 3. 导体对流散热量Ql al — 对流散热系数。根据对流条件的不同，有不同的计算公式。 (2) 强迫对流散热： 强迫对流风向修正系数： 强迫对流散热量： 4. 导体辐射散热量Qf ε －导体材料的辐射系数 Ff —单位长度导体的辐射散热面积，依导体形状和布置情况而定。 5. 导体导热散热量Qd 导热系数 导热面积 物体厚度 dt时间内 （J/m） I－流过导体的电流A R－导体的电阻Ω m－导体的质量kg c－导体的比热容J/(kg oC） 对应时间t内的温升 当时间t很长，温升趋于稳定值 令 导体的载流量 考虑到日照影响： 为提高导体的载流量，应采用电阻率小的材料。 导体的形状不同，散热面不同。 导体的布置方式不同，散热效果不同。 *