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第8章电气设备发烧和电动力计算电气设备的发热和电动力计算培训教材第1页

电流经过电气设备有热效应和力效应,本章介绍电气设备(正常状态,短路状态)发烧和电动力计算.因为课时数有限,对于详细计算不做太高要求,只要求了解其原理和相关概念.这一章也是第九章电气设备选择理论基础.第8章电气设备发烧和电动力计算

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电流经过导体时产生电能损耗;铁磁物质在交变磁场中产生涡流和磁滞损耗;绝缘材料在强电场作用下产生介质损耗热能散失到周围介质中加热导体和电器使其温度升高8.1电气设备允许温度电气设备的发热和电动力计算培训教材第3页

一、发烧危害当导体和电器温度超出一定范围以后,将会加速绝缘材料老化,降低绝缘强度,缩短使用寿命,显著地降低金属导体机械强度(见图8.1)；将会恶化导电接触部分连接状态(接触电阻增加),以致破坏电器正常工作。图8.1金属材料机械强度与温度状态（a）铜1—连续发烧；2—短时发烧（b）不一样金属导体1—硬粒铝；2—青铜；3—钢；4—电解铜；5—铜（a）（b）电气设备的发热和电动力计算培训教材第4页

二、发烧类型长久发烧:由正常工作电流引发发烧。导体经过电流较小，时间长，产生热量有充分时间散失到周围介质中，热量是平衡。到达稳定温升之后，导体温度保持不变。短路时发烧:由短路电流引发发烧。因为导体经过短路电流大，产生热量很多，而时间又短，所以产生热量向周围介质散发极少，几乎都用于导体温度升高，热量是不平衡。导体和电器在运行中经常工作状态有:（1）正常工作状态:电压、电流均未超出允许值，对应发烧为长久发烧；（2）短路工作状态:发生短路故障，对应发烧为短时发烧。电气设备的发热和电动力计算培训教材第5页

为了限制发烧有害影响,确保导体和电器工作可靠性和正常使用寿命,对上述两种发烧允许温度和允许温升做了明确要求,见表8.1和表8.2。假如长久正常工作电流或短路电流经过导体、电器时,实际发烧温度不超出它们各自发烧允许温度。即有足够热稳定性。电气设备的发热和电动力计算培训教材第6页

8.2导体长久发烧计算导体长久发烧计算是依据导体长久发烧允许温度θy来确定其允许电流Iy。只要导体最大长久工作电流小于导体允许经过电流,那么导体长久发烧温度就不会超出θy；或者依据经过导体最大长久工作电流Imax来计算导体长久发烧温度θc,导体长久发烧温度θc小于长久发烧允许温度θy。电气设备的发热和电动力计算培训教材第7页

1.允许电流Iy确实定对于母线、电缆等均匀导体允许电流Iy，在实际电气设计中，通常采取查表法来确定.国产各种母线和电缆截面已标准化，依据标准截面和导体计算环境温度为25℃及最高发烧允许温度θy为70℃，编制了标准截面允许电流表。设计时可从中查取。当任意环境温度为θ时允许电流为(A)Iyθ——实际环境温度为θ时导体允许电流，A；Iy——计算环境温度为θ0时导体允许电流，A；θy——导体长久发烧允许温度，℃，θ——实际环境温度，℃（见表8.3）；θ0——计算环境温度，℃（见表8.4）。电气设备的发热和电动力计算培训教材第8页

[例]某发电厂主母线截面为50mm×5mm，材料为铝。θ0为25℃，θ为30℃。试求该母线竖放时长久工作允许电流。解:从母线载流量表中查出截面为50mm×50mm，θ0＝25℃，铝母线竖放时长久允许电流Iy=665A。将其代入式（5.1）中，得到θ＝30℃时母线长久允许电流，即（A）电气设备的发热和电动力计算培训教材第9页

当实际环境温度为θ,经过载流导体长久负荷电流为Imax时,稳定温度θc可按下式计算。2.导体长久发烧稳定温度θc确实定式中θc——导体长久发烧温度,℃；Imax——经过导体最大长久工作电流(连续30m