1、第3章 导体的发热和电动力、导体的选择,3.1 载流导体的发热 导体和电器在运行中常遇到两种工作状态: (1)正常工作状态 (2)短路工作状态 导体正常工作时将产生各种损耗,包括:电阻损耗;介质损耗;涡流和磁滞损耗,称为长期发热。 导体短路时流过电流引起的发热,称为短时发热。,3.1 载流导体的发热,发热对导体和电器产生的不良影响包括: (1)机械强度下降 (2)接触电阻增加 (3)绝缘性能降低 导体最高允许温度 两种不同的发热,都必须使其发热温度不得超过一定数值,这个限值叫做最高允许温度。,导体最高允许温度的规定,导体的正常最高允许温度 一般不超过+70。 在计及太阳辐射(日照)的影响时,钢
2、芯铝绞线及管形导体,可按不超过+80来考虑。 当导体接触面处有镀(搪)锡的可靠覆盖层时,可提高到+85。 短时最高允许温度 对硬铝及铝锰合金可取220,硬铜可取320。,3.1.1 导体的长期发热,导体中通过负荷电流时,导体温度升高,当达到30分钟左右,导体温度趋于稳定稳定 导体的安全载流量:即导体最大长期允许电流(选择电阻率小的材料,改进接头,改变形状,增强散热) 各种截面导体的长期允许电流可查表,导体载流量的修正,当周围介质的温度0 不等于规定的周围介质极限温度e时,应将导体载流量Ie乘以修正系数K,3.1.2 载流导体的短时发热,载流导体的短时发热,是指短路开始至短路切除为止很短一段时间
3、内导体发热的过程。 短时发热计算的目的,就是要确定导体的最高温度d,以校验导体和电器的热稳定是否满足要求。 载流导体短时发热的特点是:发热时间很短, 基本上是一个绝热过程。即导体产生的热量,全都用于使导体温度升高。,一、短时发热过程,在导体短时发热过程中热量平衡的关系是,电阻损耗产生的热量应等于使导体温度升高所需的热量。 短时发热Qd包括短路电流周期分量产生的热量Qz和非周期分量产生的热量Qfz,二、短路电流热效应Qd的计算,1、求Qz,2 求QfZ,二、短路电流热效应Qd的计算,非周期分量等效时间T(s),举例,例1 发电机出口的短路电流I“(0)=18(kA),I(0.5)=9(kA),I(1)=7.8(kA),短路电流持续时间td=l(s),试求短路电流热效应。,+,3.1.3 导体短时最高温度d的计算,由求得的Qd,求出A, 就可以通过查表的方式求出最高温度,3.1.4 导体最小允许截面Smin的计算,最小允许截面Smin的定义:假定短路前导体的温度已达长期运行的规定温度e ,而切断短路时导体的温度恰好达到短时允许最高温度de ,这时对应的导体截面即为满足热稳定条件的最小允许截面Smin。 只要导体的截面 SSmin,导体即满足热稳定要求。,最小允许截面Smin的计算,根据e及de查出相应的Ae 及 Ade然后利用公式 求出Smin,C为与材料和温度有关的常数,