导体的发热与短路电动.ppt
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1、第三章 常用计算的基本理论和方法,教学内容,载流导体长期发热的特点,导体长期允许载流量的计算方法及提高导体载流量的措施 载流导体短时发热的特点,导体短时最高发热温度的计算方法、短路电流热效应的计算方法、热稳定的概念三相导体短路电动力的计算方法和特点、动稳定的概念,一、导体载流量和运行温度计算,发热的原因:电阻损耗 导体内部磁滞和涡流损耗导体周围的金属构件介质损耗 绝缘材料内部长期发热,由正常工作电流产生短时发热,由故障短路电流产生发热的危害:机械强度下降;接触电阻增加;绝缘性能下降,1、最高允许温度,正常最高允许工作温度:70(一般裸导体)80(计及日照时的钢芯铝绞线、管形导体)85(接触面有
2、镀锡的可靠覆盖层)-主要取决于系统接触电阻的大小 短时最高允许温度:200(硬铝及铝锰合金)300(硬铜)-主要取决于短时发热过程中导体机械强度的大小、介质绝缘强度的大小,2、导体的长期发热,I-流过导体的电流(A)R-导体的电阻()m-导体的质量(kg)c-导体的比热容J/(kg.)W-导体总的换热系数W/(m2.)F-导体的换热面积(m2/m)0-周围空气的温度()-导体的温度(),(1)导体长期发热的公式推导 热平衡方程:导体产生的热量QR=导体自身温度的升高Qc+对流和辐射散失到周围介质的热量Ql+Qf,稳定温升,导体发热时间常数,初始温升:,时间t的温升:,若,-指导体通过工作电流时
3、的发热过程,(2)导体长期发热的特点,3)导体达到稳定发热状态后,由电阻损耗产生的热量全部以对流和辐射的形式散失掉,导体的温升趋于稳定,且稳定温升与导体的初始温度无关。,导体温升变化曲线,1)导体通过电流I后,温度开始升高,经过(34)倍Tt(时间常数),导体达到稳定发热状态;,2)导体升温过程的快慢取决于导体的发热时间常数,即与导体的吸热能力成正比,与导体的散热能力成反比,而与通过的电流大小无关;,3.提高导体载流量的措施,1)减小交流电阻Rac(公式3-3),采用电阻率小的材料。如铜、铝 增大导体的截面减小接触电阻。表面镀锡 银等采用集肤效应系数小的导体与电流频率、导体的形状和尺寸有关(图
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