chap3 载流导体的发热

1、第第3章章 导体的发热和电动力、导体的选择导体的发热和电动力、导体的选择 3.1 3.1 载流导体的发热载流导体的发热 v导体和电器在运行中常遇到两种工作状态：导体和电器在运行中常遇到两种工作状态： (1) (1)正常工作状态正常工作状态 (2) (2)短路工作状态短路工作状态v导体正常工作时将产生各种损耗，包括：电阻导体正常工作时将产生各种损耗，包括：电阻损耗损耗；介质损耗；涡流和磁滞损耗介质损耗；涡流和磁滞损耗, ,称为长期发称为长期发热。热。v导体短路时流过电流引起的发热，称为短时发导体短路时流过电流引起的发热，称为短时发热。热。 3.1 3.1 载流导体的发热载流导体的发热l发热对发热

2、对导体和导体和电器产生的不良影响包括：电器产生的不良影响包括： (1)(1)机械强度下降机械强度下降 (2) (2)接触电阻增加接触电阻增加 (3) (3)绝缘性能降低绝缘性能降低l导体最高允许温度导体最高允许温度 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。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最高允许温度的规定l导体的正常最高允许温度导体的正常最高允许温度一般不超过一般不超过+70+70。在计及太阳辐射在计及太阳辐射( (日照日照) )的影响时，钢芯铝绞线的影响时，钢芯铝绞线及管形导体，可

3、按不超过及管形导体，可按不超过+80+80来考虑。来考虑。当导体接触面处有镀当导体接触面处有镀( (搪搪) )锡的可靠覆盖层时，锡的可靠覆盖层时，可提高到可提高到+85+85。l短时最高允许温度短时最高允许温度 对硬铝及铝锰合金可取对硬铝及铝锰合金可取220220，硬铜可取，硬铜可取320320。 3.1.1 3.1.1 导体的长期发热导体的长期发热l导体中通过负荷电流时，导体温度升高，当达导体中通过负荷电流时，导体温度升高，当达到到3030分钟左右，导体温度趋于稳定稳定分钟左右，导体温度趋于稳定稳定l导体的安全载流量：即导体最大长期允许电流导体的安全载流量：即导体最大长期允许电流（选择电阻率

4、小的材料，改进接头，改变形状，（选择电阻率小的材料，改进接头，改变形状，增强散热）增强散热）l各种截面导体的长期允许电流可查表各种截面导体的长期允许电流可查表导体载流量的修正导体载流量的修正l当周围介质的温度当周围介质的温度0 0 不等于规定的周围介质不等于规定的周围介质极限温度极限温度e e时，应将导体载流量时，应将导体载流量I Ie e乘以修正系乘以修正系数数K K3.1.2 载流导体的短时发热载流导体的短时发热l载流导体的短时发热，是指短路开始至短路切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内导体发热的过程。除为止很短一段时间内导体发热的过程。 l短时发热计算的目的，就

5、是要确定导体的最高短时发热计算的目的，就是要确定导体的最高温度温度d d，以校验导体和电器的热稳定是否满足以校验导体和电器的热稳定是否满足要求。要求。l载流导体短时发热的特点是：发热时间很短，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，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。全都用于使导体温度升高。一、短时发热过程一、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。耗产生的热量应等于使导体温度升高所需的热量。 短时发热短时发热Q Qd

6、d包括短路电流周期分量产生的热量包括短路电流周期分量产生的热量Q Qz z和和非周期分量产生的热量非周期分量产生的热量Q Qfzfz二、短路电流热效应二、短路电流热效应Qd的计算的计算 1、求Qz2 2 求求Q QfZfZ二、短路电流热效应二、短路电流热效应Qd的计算的计算非周期分量等效时间非周期分量等效时间T(s)T(s)短路点短路点 T(sT(s) ) t td d0.10.1t td d0.10.1 发电机出口及母线发电机出口及母线发电机电压电抗器后发电机电压电抗器后 0.150.150.20.2 发电厂升高电压发电厂升高电压母线及出线母线及出线 0.080.08 0.10.1 变电所各

7、级电压变电所各级电压母线及出线母线及出线 0.050.05 举例举例 例例1 1 发电机出口的短路电流发电机出口的短路电流I I“(0)(0)=18=18（kAkA），），I I（0.50.5）=9=9（kAkA），），I I（1 1）=7.8=7.8（kAkA），），短路电流持续时间短路电流持续时间t td d=l=l（s s），），试求短路电流热效试求短路电流热效应。应。 + 3.1.3 3.1.3 导体短时最高温度导体短时最高温度d d的计算的计算 由求得的由求得的Qd，求出，求出A， 就可以通过查表的就可以通过查表的方式求出最高温度方式求出最高温度3.1.4 3.1.4 导体最小允许截面导体最小允许截面S Sminmin的计算的计算 l最小允许截面最小允许截面S Sminmin的定义：假定短路前导体的温的定义：假定短路前导体的温度已达长期运行的规定温度度已达长期运行的规定温度e e ，而切断短路时而切断短路时导体的温度恰好达到短时允许最高温度导体的温度恰好达到短时允许最高温度dede ，这时对应的导体截面即为满足热稳定条件的最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小允许截面S Sminmin。l只要导体的截面只要导体的截面 S SS Sminm