电器学第一章电器导体的发热计算1

1、第一篇第一篇 电器的发热与电动力电器的发热与电动力第一章第一章 电器导体的发热计算电器导体的发热计算l1-1 1-1 电器的允许温升电器的允许温升l1-2 1-2 电器中的热源电器中的热源l1-3 1-3 电器中的热传递方式电器中的热传递方式l1-4 1-4 电器表面稳定温升计算电器表面稳定温升计算- -牛顿公式牛顿公式l1-5 1-5 不同工作制下电器的热计算不同工作制下电器的热计算l1-6 1-6 电器典型部件的稳定温升分布电器典型部件的稳定温升分布l1-7 1-7 短路电流下的热计算和电器的热稳定性短路电流下的热计算和电器的热稳定性教学目的与要求：教学目的与要求： 掌握电器的温升及电器中

2、热源的主要来源，熟悉掌握电器的温升及电器中热源的主要来源，熟悉电器的热传递形式。电器的热传递形式。教学重点与难点：教学重点与难点： 电器温升与温度的不同，电器中的热源主要来自电器温升与温度的不同，电器中的热源主要来自三个方面：电阻损耗；涡流与磁滞损耗；介质损耗。三个方面：电阻损耗；涡流与磁滞损耗；介质损耗。教学基本内容：教学基本内容： 1 1、电器的允许温升；、电器的允许温升； 2 2、电器中的热源；、电器中的热源； 3 3、电器中的热传递形式。、电器中的热传递形式。 1. 1. 主要的损耗主要的损耗(1) (1) 导体中产生导体中产生能量损耗（电阻损耗或铜耗）能量损耗（电阻损耗或铜耗）：导电

3、：导电板、触头、线圈等板、触头、线圈等(2) (2) 交变电磁场在铁磁体内产生的交变电磁场在铁磁体内产生的磁滞和涡流损耗磁滞和涡流损耗（铁耗）（铁耗）(3) (3) 绝缘材料在交变电场作用下产生绝缘材料在交变电场作用下产生介质损耗介质损耗：(4) (4) 另外还有运动部分产生的另外还有运动部分产生的磨擦和撞击损耗磨擦和撞击损耗等等1-1 1-1 电器的允许温升电器的允许温升一、电器的热源一、电器的热源22tancPfCUf：电场交变频率：电场交变频率C：介质的电容：介质的电容U：外加电压：外加电压：介质损耗角：介质损耗角2.2.结果结果(1) (1) 散失到周围介质；散失到周围介质；(2) (

4、2) 加热电器，温度升高；加热电器，温度升高；(3) (3) 严重后果：温度超过一定范围后，降低严重后果：温度超过一定范围后，降低了电器的机械强度和绝缘强度，导致材料老了电器的机械强度和绝缘强度，导致材料老化、寿命降低。化、寿命降低。二、电器的极限允许温升二、电器的极限允许温升1. 1. 极限允许温度极限允许温度(maxmax) )：保证电器安全运行的温度。：保证电器安全运行的温度。 在此温度下，电器可在规定的年限内安全可在此温度下，电器可在规定的年限内安全可靠运行。靠运行。2. 2. 极限允许温升极限允许温升(maxmax) )：极限允许温度与工作环境：极限允许温度与工作环境温度（温度（0）

5、之差。之差。maxmax03. 3. 制定电器各部分极限允许温升的制定电器各部分极限允许温升的依据依据：保证电：保证电器的绝缘不致因温度过高而损坏，或使工作寿命器的绝缘不致因温度过高而损坏，或使工作寿命过分降低，导体和结构部分不致因温度过高而降过分降低，导体和结构部分不致因温度过高而降低其机械性能。低其机械性能。4. 4. 电器温度超过极限允许温度，会产生以下电器温度超过极限允许温度，会产生以下危害危害：(1) (1) 影响物理、力学性能。影响物理、力学性能。当金属材料的温度高达一当金属材料的温度高达一定数值以后，其机械强度就会显著降低，见图定数值以后，其机械强度就会显著降低，见图1-11-1

6、，机械强度开始显著下降时的温度称为材料的软化点。机械强度开始显著下降时的温度称为材料的软化点。4. 4. 电器温度超过极限允许温度，会产生以下电器温度超过极限允许温度，会产生以下危害危害：(2) (2) 引起接触电阻剧增，引起接触电阻剧增，表面氧化、硫化等。表面氧化、硫化等。(3)(3) 绝缘材料绝缘材料发热超过发热超过一定温度后，其介电强一定温度后，其介电强度下降，使材料逐渐变度下降，使材料逐渐变脆老化，其脆老化，其击穿电压明击穿电压明显下降。显下降。图图1-2 1-2 瓷的击穿电压瓷的击穿电压与温度的关系与温度的关系Uj0、Uj温度为温度为0、时的击穿电压时的击穿电压三、我国标准规定的电气

7、绝缘材料的极限温度：三、我国标准规定的电气绝缘材料的极限温度：耐热耐热等级等级极限温极限温度度/ 相当于该耐热等级的绝缘材料简述相当于该耐热等级的绝缘材料简述Y90未浸渍过的棉纱、丝及纸等材料或组合物所组成的绝缘结构A105浸渍过的或浸在液体电介质中的棉纱、丝及纸等材料或其组合物所组成的绝缘结构E120合成的有机薄膜、合成的有机磁等材料或其组合物所组成的绝缘结构B130以合适的树脂粘合或浸渍、涂复后的云母、玻璃纤维、石棉等，以及其他无机材料，合适的有机材料或其组合物所组成的绝缘结构F155以合适的树脂粘合或浸渍、涂复后的云母、玻璃纤维、石棉等，以及其他无机材料，合适的有机材料或其组合物所组成的

8、绝缘结构H180用硅有机树脂粘合的云母、玻璃纤维、石棉等材料C180以合适的树脂（如稳定性特别优良的硅有机树脂）粘合或浸渍、涂复后的云母、玻璃纤维等，以及未经浸渍处理的云母、陶瓷、石英等材料或其组合物所组成的绝缘结构（C级绝缘材料的极限温度应根据不同的物理、机械、化学和电气性能确定之）1-2 1-2 电器中的热源电器中的热源 电器中的热源主要来自三方面：电阻损耗、电器中的热源主要来自三方面：电阻损耗、交流电器导磁体内产生的涡流和磁滞损耗交流电器导磁体内产生的涡流和磁滞损耗、交流、交流电器绝缘体内产生的电器绝缘体内产生的介质损耗。介质损耗。 一、电阻损耗一、电阻损耗 二、铁磁损耗二、铁磁损耗 三

9、、介质损耗三、介质损耗一、一、电阻损耗电阻损耗：电流通过导体所产生的能量损：电流通过导体所产生的能量损耗，也称焦耳损耗。耗，也称焦耳损耗。 1. 1. 计算公式：计算公式： K Kf f: : 考虑交变电流集肤效应和邻近效应对电阻影响的考虑交变电流集肤效应和邻近效应对电阻影响的系数，称附加系数。系数，称附加系数。 (K(Kl l为邻近系数，为邻近系数，K Kj j为集肤系数为集肤系数) )；当温度当温度100100以内时，以内时，2fPK I RfjlKK K0(1)2222ffflPK IAIl AKAK J mmlA2. 2. 集肤效应：集肤效应： 交变磁通在导体内交变磁通在导体内产生反电

10、势，中心部分产生反电势，中心部分的反电势值比外表部分的反电势值比外表部分的大，导致导体中心的的大，导致导体中心的电流密度比外表部分小。电流密度比外表部分小。 2. 2. 集肤效应：集肤效应： 集肤效应的大小可用电磁波在导体集肤效应的大小可用电磁波在导体内渗入的深度内渗入的深度b b的大小来表示：的大小来表示：2bf式中，式中，：电阻率；：电阻率；f f：频率；：频率；：磁导率。：磁导率。由于由于b b越小，集肤效应就越强越小，集肤效应就越强。由上式可知，当频率由上式可知，当频率f f越高时，渗入系数越高时，渗入系数b b越小，越小，则集肤效应越强。则集肤效应越强。 3. 3. 集肤系数集肤系数

11、K Kj j：2jAAfKp bp式中，式中，A A：导体截面积；：导体截面积；p p：导体周长。：导体周长。由此式知，由此式知，f f越高，集肤效应越强。越高，集肤效应越强。集肤系数集肤系数K Kj j大小的确定大小的确定 （1 1）圆截面导体：）圆截面导体：先求长先求长100m100m导体的直导体的直流 电 阻流 电 阻 R R1 0 0 -1 0 0 -， 再， 再求求 ，查图，查图1-41-4，得得K Kj j 。1 0 0fR 3. 3. 集肤系数集肤系数K Kj j：图图1-4 1-4 圆截面导体集肤系数圆截面导体集肤系数（2 2） 矩形截面导体的矩形截面导体的K Kj j值可查表

12、值可查表1-21-2得，其中得，其中25 10/fabcK 3. 3. 集肤系数集肤系数K Kj j：a：导体的宽度：导体的宽度b：导体的厚度：导体的厚度表表1-2 1-2 矩形导体的集肤系数矩形导体的集肤系数10m 801.6210.0043oC100-0llR=(1+)AA100100时长时长100100米导体的直流电阻为米导体的直流电阻为4. 4. 例题例题/P18/P18：求铜质圆截面导体的集肤系数：求铜质圆截面导体的集肤系数K Kj j；并求考虑集肤效应后长；并求考虑集肤效应后长100100米的圆导体的米的圆导体的交流电阻为多少？交流电阻为多少？解：铜导体解：铜导体00时的阻率和电阻

13、温度系数分别为：时的阻率和电阻温度系数分别为：2824101.6210(10.0043 100)6( )102-41/21/2100-f/R= 50/8.2 10 (/)=247(/)HzHz1 . 7jK再求出再求出由图由图1-41-4曲线查出：曲线查出：故当故当100100时长时长100m100m导体交流电阻为导体交流电阻为41001001.78.21010jRK R413.95. 5. 邻近效应：邻近效应： 由于相邻载流导体间磁场的相由于相邻载流导体间磁场的相互作用，使两导体内产生电流分布互作用，使两导体内产生电流分布不均匀的现象。不均匀的现象。邻近效应与相邻载邻近效应与相邻载流导体内电

14、流流向有关流导体内电流流向有关。 （1 1）电流同向：相邻侧感应的）电流同向：相邻侧感应的反电势大些，故电流密度小些；反电势大些，故电流密度小些； （2 2）电流反向：相邻侧感应的）电流反向：相邻侧感应的反电势小些，故电流密度大些，图反电势小些，故电流密度大些，图1-51-5。 6. 6. 对圆截面导体：邻近效应系数对圆截面导体：邻近效应系数K Kl l，查表，查表1-31-3，其中系数其中系数K Kx x= = ，l l是是导体中心线距离，导体中心线距离，d d是导体直径。是导体直径。 100fR表表1-3 1-3 圆截面导体的邻近效应系数圆截面导体的邻近效应系数 二、铁磁损耗：二、铁磁损耗

15、： 电器中的载流导体在电器中的载流导体在附近的铁磁零件中产生交附近的铁磁零件中产生交变磁通，从而在铁磁体中变磁通，从而在铁磁体中产生涡流和磁滞损耗。产生涡流和磁滞损耗。 图图1-71-7为估算实心钢导体损耗曲线。为估算实心钢导体损耗曲线。图中，图中，I I：流过钢导体的电流，：流过钢导体的电流，p p：导体截面周长，导体截面周长，A A：外表面积，：外表面积，f f：电流频率，：电流频率，P Pm m：钢导体损：钢导体损耗。耗。三、介质损耗：三、介质损耗： 绝缘材料在交变电场中的损耗与电场强度绝缘材料在交变电场中的损耗与电场强度E E和频率和频率f f成比例，高压电器一般要考虑此损耗。其大小为

16、：成比例，高压电器一般要考虑此损耗。其大小为：式中式中 p：介质损耗功率；：介质损耗功率； f：电场交变频率；：电场交变频率； C C：介质的：介质的电容；电容；U U：外加电压；：外加电压； tantan：绝缘材料重要特征之一，：绝缘材料重要特征之一，与温度、材料、工艺等有关。与温度、材料、工艺等有关。：介质损耗角；：介质损耗角； tantan大时，介质损耗也大。大时，介质损耗也大。22tanpfCU当当C、不变时，不变时，pfUpfU2 2 电器散热有三种形式，即电器散热有三种形式，即 热传导热传导、热对流热对流 和和 热辐射。热辐射。电器的热损耗通过这三种形式散失到周围介质中。电器的热损

17、耗通过这三种形式散失到周围介质中。一、热传导：一、热传导： 由由质点之间直接作用产生，存在于绝缘的液质点之间直接作用产生，存在于绝缘的液体、固体、气体中。体、固体、气体中。1. 1. 热流量热流量cdcd： (1)(1)傅里叶定律：单位时间内通过物体单位面傅里叶定律：单位时间内通过物体单位面积的热量与该处的温度梯度成正比，即积的热量与该处的温度梯度成正比，即 1-3 1-3 电器的热传递形式电器的热传递形式qgrad 负号表示热量的传递方向与温度梯负号表示热量的传递方向与温度梯度相反，即向温度降低的方向传递度相反，即向温度降低的方向传递 (2)(2)计算公式为：计算公式为： 式中式中 ：材料热

18、导率，单位：材料热导率，单位W/(mK)W/(mK)，是，是度时的热导度时的热导率。率。 越大，物体的热传导能量越强，且有越大，物体的热传导能量越强，且有“金属金属非金非金属属液液气气”。2. 2. 热传导功率热传导功率式中式中 divdiv：向量，矢量；：向量，矢量； ：热导率，：热导率， = = ，见图，见图1-8 “1-8 “金属金属和液体的热导率与温度的关系和液体的热导率与温度的关系”。由图。由图b b）可见，）可见，8 8变压器变压器油的油的极低。极低。=-gradcdSddlS ()cdPdivgrad 0(1)b二、热对流：二、热对流：只存在于流体（液体和气体）中。只存在于流体（

19、液体和气体）中。通过粒子互相移动使热能转移，有自然对流和通过粒子互相移动使热能转移，有自然对流和强迫对流两种方式。强迫对流两种方式。 1. 1. 定义定义自然对流自然对流：流体质点因温度升高而上升形成的：流体质点因温度升高而上升形成的对流。对流。强迫对流强迫对流：质点在外力作用下被迫流动形成的：质点在外力作用下被迫流动形成的对流。对流。 2. 2. 热对流时，热流量热对流时，热流量dldl的计算：的计算：式中式中： 对流时，发热体与流体介质的温差；对流时，发热体与流体介质的温差； ：称表面传热系数或对流散热系数，：称表面传热系数或对流散热系数，W/(mW/(m2 2 K) K)； n n： 与

20、对流有关的非线性系数。可查表求出。与对流有关的非线性系数。可查表求出。1ndlS3. 3. 热对流时的热阻热对流时的热阻R Rr r 结论：结论：R Rr r与温差与温差之间是非线性关系。之间是非线性关系。 对流越厉害，对流越厉害，越大，越大，R Rr r越小，反之可解释线圈某处的越小，反之可解释线圈某处的温升最高（温升最高（m m）。）。4. 4. 单位体积流体介质由对流而散失的功率：单位体积流体介质由对流而散失的功率： 式中，式中，c c、v v：分别为流体的比热容、密度、速度：分别为流体的比热容、密度、速度。 1rndlRS()dlPdiv c三、热辐射：三、热辐射：（主要对于电弧而言）

21、（主要对于电弧而言） 由电磁波传播能量由电磁波传播能量，不需直接接触的传热方式。，不需直接接触的传热方式。 1. 热辐射的方式：热辐射的方式： 热能（发热）热能（发热）（转变为）（转变为）辐射能（实质是一种辐射能（实质是一种电磁波）电磁波）（转变为）（转变为）热能（被吸收）热能（被吸收） 2. 热辐射时，单位面积上的热发射功率热辐射时，单位面积上的热发射功率fs计算：计算： 式中式中 ：发射率，见表：发射率，见表1-5；：发热体表面热力学：发热体表面热力学温度，温度，K； 0：受热体的绝对温度，：受热体的绝对温度，K。84405.67 10()fsff3. 绝对黑体绝对黑体、绝对白体绝对白体与

22、灰色体灰色体： (1)“绝对黑体绝对黑体”：对辐射波全吸收、不反射的物体。因其含有大量热能，故其发射（即本身热辐射）和吸收能力最强，发射率 =1=1； (2)“绝对白体绝对白体”：对辐射波全反射、不吸收的物体，因其本身缺乏大量热能，故其发射能力最强，发射率 = (3)“灰色体灰色体”：相对处于中间状态的物体。 ff 4. 4. 由热辐射散失的单位面积上的功率：由热辐射散失的单位面积上的功率： 式中，式中，T T1 1、T T2 2：受热体、发热体的表面温度。：受热体、发热体的表面温度。 结论：结论：由于电器辐射功率较小，由于电器辐射功率较小，电器散热通常电器散热通常考虑的方式是热传导和热对流。

23、考虑的方式是热传导和热对流。 4421()fsfPTT 1-4 1-4 电器表面稳定温升计算电器表面稳定温升计算 -牛顿公式scddlf sTPPPPK A 三种散热方式可以单独存在也可以同时存在，三种散热方式可以单独存在也可以同时存在，三种方式散出的热功率均与散热面积成正比，三种方式散出的热功率均与散热面积成正比，与温度差有关，故可以综合考虑三种散热方式与温度差有关，故可以综合考虑三种散热方式散出的热功率。散出的热功率。式中式中 P Ps s： 总散热功率总散热功率WW； A A：有效散热面积：有效散热面积mm2 2 ； ： 发热体温升，发热体温升， K KT T ：导体表面综合散热系数：导

24、体表面综合散热系数W/(mW/(m2 2) ) ，实验数，实验数据参见表据参见表1-61-6。 0表面及其特征表面及其特征KTW/(m2K)注注1水平圆筒棒，直径16cm913较大的数值是针对较小的直径2紫铜扁平母线，以狭边直立693复以绝缘漆的生铁或钢表面10144瓷质圆柱体浸于油箱中501505用纸绝缘的线圈1012.52536置于油内6叠片束1012.57090置于油内7康铜或铜镍合金（丝状或带状）所制的螺旋，垂直放置20KT相当于导线的总表面8垂直管状烧釉电阻20指管状物外表面的KT9有槽瓷柱体上具有镍铬或康铜丝所缠的线圈23指不考虑槽时的圆柱体外表面的KT10由康铜或铜镍合金丝或带所

25、缠线圈制成的成型电阻元件1014指丝状导线的全部表面的KT11螺旋状生铁电阻1013指螺旋全部表面的KT12具有平板外箱的油变阻器1518指外箱侧表面的KT 对于电器中的线圈，综合散热系数公式为：对于电器中的线圈，综合散热系数公式为： 当散热面积为当散热面积为A=(1A=(1100)100)1010-4 -4 m m2 2时，时， 当散热面积为当散热面积为A=(0.01A=(0.010.05) m0.05) m2 2时，时，34046/10TKA1+0.005（）34023/10TKA1+0.05（）式中式中 、0 0的单位为的单位为；A A的单位为的单位为m m2 2。1-5 1-5 不同工

26、作制下电器的热计算不同工作制下电器的热计算 国标规定电器有四种工作制国标规定电器有四种工作制 长期工作制长期工作制 八小时工作制八小时工作制 短时工作制短时工作制 反复短时工作制反复短时工作制 发热量、吸热量和散热量的关系：发热量、吸热量和散热量的关系： 电器通电以后有发热功率，电器吸热而使温度上电器通电以后有发热功率，电器吸热而使温度上升，高于周围介质温度（升，高于周围介质温度（0），经传导、对流和辐射），经传导、对流和辐射向周围介质散热。向周围介质散热。 发热量发热量=吸热量吸热量+散热量散热量不稳定状态：不稳定状态：电器的温度随时间变化而变化电器的温度随时间变化而变化d00。热稳定状态（

27、热平衡状态）：热稳定状态（热平衡状态）：电器的温升维持不变电器的温升维持不变d=0。TPdtmcdK A dt发热量发热量 散热量散热量 发热发热发热量发热量 散热量）散热量）和冷却过程（发热量和冷却过程（发热量散热量）曲线（三散热量）曲线（三条发热条发热1.2.4、一条冷、一条冷却却3）。）。4、发热过程、发热过程：当当t=0 ，=0 0；t=，=w w= P/K= P/KT TAA时：时： 式中，式中，T T：电器热时间常数；：电器热时间常数；0 0：起始温升；：起始温升；w w：稳定温升。：稳定温升。 特别地，当特别地，当t=0，0 0时，时， 有：有： 0(1)ttTTWee曲线曲线1

28、所示所示(1)tTWe曲线曲线2所示所示电器在绝热条件下的温升曲线为一条直线电器在绝热条件下的温升曲线为一条直线求证：当求证：当=w w时，通电时间时，通电时间 t = Tt = T。证明：绝热证明：绝热( (无热量散失无热量散失) )条件下计算式：条件下计算式： 积分后，积分后， 上式表明，电器在绝热情况下温升随时间的增上式表明，电器在绝热情况下温升随时间的增长为一直线。长为一直线。 由牛顿公式，得由牛顿公式，得 代入上式，得：代入上式，得： 于是有于是有: :PdtcmdPtcmTWPK A()TwwK Atcm TcmtTK A曲线曲线4所示所示 推论推论1 1：作图法求热时间作图法求热

29、时间常数的方法：常数的方法： 从从t=0t=0，=0=0的发热曲线起始点作一条切线与的发热曲线起始点作一条切线与w w直线相交，则交点对应的时间即为热时间直线相交，则交点对应的时间即为热时间常数常数T T （P35 P35 思考题思考题3 3 发热时间常数与冷却时间常数相等？）发热时间常数与冷却时间常数相等？） 推论推论2 2：由切线与由切线与w w的交点作一垂线与的交点作一垂线与曲线曲线2 2相交，该交点对应的温升相交，该交点对应的温升0.6320.632w w 推论推论3 3：热时间常数热时间常数T T的物理意义：是电器在绝的物理意义：是电器在绝热条件下温升达到热条件下温升达到w w所需的

30、时间，它代表电器的热所需的时间，它代表电器的热惯性。惯性。 电器的比热容电器的比热容C C和质量和质量m m越大，散热系数越大，散热系数K KT T和散热面和散热面积积A A越小时，越小时，T T值越大。值越大。 电器这种温升不能随时间瞬时变化的现象称为电器这种温升不能随时间瞬时变化的现象称为电器的电器的热惯性热惯性，而代表热惯性大小的主要参量就是，而代表热惯性大小的主要参量就是热时间常数，它是研究电器动态热过程的重要物理热时间常数，它是研究电器动态热过程的重要物理量。量。TcmTK A导体的热容量，即质量为导体的热容量，即质量为m的物体升温的物体升温1K所需的热量。所需的热量。导体散热能力，

31、即面积为导体散热能力，即面积为A温升为温升为1K的导体每秒散失的热量。的导体每秒散失的热量。 5. 5. 冷却过程：冷却过程： Pdt = 0Pdt = 0时：时： 解得：解得： 与与 成镜像关系成镜像关系 0TK A dtcmdtTWe(1)tTWetTWe 6. 6. 长期工作制下，电器发热达到稳定长期工作制下，电器发热达到稳定（吸热量为零）后，计算公式与计算电器表（吸热量为零）后，计算公式与计算电器表面稳定温升的牛顿公式形式相同，即面稳定温升的牛顿公式形式相同，即TWPKA7. 7. 八小时工作制发热状态与长期工作制下的八小时工作制发热状态与长期工作制下的发热状态相同，但超过八小时必须分

32、断。发热状态相同，但超过八小时必须分断。二、短时工作制：二、短时工作制： 1. 1. 一次通电时间短于一次通电时间短于4T(4T(热时间常数热时间常数) )；两次；两次通电时间通电时间间隔间隔长于长于4T4T。 2. 2. 因电器温升达不到稳定温升因电器温升达不到稳定温升w w，为充分利，为充分利用电器耐热性能，可将电流值增大，用电器耐热性能，可将电流值增大，前提前提是电器温是电器温升值小于等于长期工作制下的稳定温升。升值小于等于长期工作制下的稳定温升。 3. 3. 图图1-11 1-11 短时工作热计算短时工作热计算曲线图，曲线图，t1t1是通是通电总时间。电总时间。图图1-11 短时工作热

33、计算图解短时工作热计算图解 4. 4. 公式：公式： 式中式中 d d：对应短时工作制通电时间：对应短时工作制通电时间t1t1的温的温升升 wdwd：对应短时工作功率：对应短时工作功率P Pd d下的电器稳定温升；下的电器稳定温升； wcwc：对应长期工作功率：对应长期工作功率P Pc c下的稳定温升。下的稳定温升。1(1)dWdtTwce(1)WdtTe5. 5. 功率过载系数功率过载系数： 电流过载系数电流过载系数：11dwdptcwcTPptPeTdipcIppTIt（tT） 三、反复短时工作制：三、反复短时工作制： 1. 1. 电器通电和断电交替电器通电和断电交替进行，其时间短于进行，

34、其时间短于4T4T； 2. 2. 图图1-12 1-12 反复短时工作反复短时工作下的温升曲线。下的温升曲线。 图中，图中，t t1 1：通电时间；：通电时间； t t2 2：断电时间，：断电时间， t t1 1+t+t2 2t t，称为工作周期。，称为工作周期。 图图1-12 反复短时工作下的升温过程反复短时工作下的升温过程 反复短时工作制升温过程反复短时工作制升温过程2 2 3. 3. 第第k k个周期个周期， （1 1） t t1 1时间内电器发热温升为：时间内电器发热温升为： 式中，式中，wfwf：反复短时工作制通电时间下的稳定温升：反复短时工作制通电时间下的稳定温升 （2 2） t

35、t2 2时间（冷却）时间（冷却） 、 的计算公式推导参见贺湘琰老师的的计算公式推导参见贺湘琰老师的电器学电器学2tTkkekf12112-k（t +t ） /T-t /T-（t +t ） /T1-e（1-e）1-ekk4. 4. 功率过载系数功率过载系数p pp p和和电流过载系数电流过载系数p pi i：21,11T %1DfwfwfpcwckPpPttttt,12111TD%wfwfiwckttpttt（tT）1-5 1-5 不同工作制下电器的热计算不同工作制下电器的热计算5. 5. 通电持续率通电持续率TD%: TD%: 在电器标准中常用通电持续率在电器标准中常用通电持续率TD%TD%反

36、映反复工反映反复工作制的繁重程度。作制的繁重程度。值越大，工作时间越长，任务值越大，工作时间越长，任务越繁重越繁重。计算公式为。计算公式为式中式中 t t1 1：通电时间；：通电时间；t t：工作周期，：工作周期，t t1 1+t+t2 2。1tTD%=t6. 6. 功率过载系数功率过载系数p pp p、电流过载系数、电流过载系数p pi i和通电持续和通电持续率率TD%TD%的关系：的关系：T D %1ppT D %1ip 电器中典型的发热部件有电器中典型的发热部件有导体导体( (包括均匀截面和包括均匀截面和变截面裸导体，外包绝缘层的导体），变截面裸导体，外包绝缘层的导体），触头触头和和线圈线圈( (包括空心线圈或带有铁心的线圈包括空心线圈或带有铁心的线圈) )等。等。 本节只分析导体和线圈的稳定温升分布。本节只分析导体和线圈的稳定温升分布。 1-6 1-6 电器典型部件的稳定温升分布电器典型部件的稳定温升分布 一、外包绝缘一、外包绝缘层的圆截面导层的圆截面导体的温升分布体的温升分布二、空心线圈稳升分布二、空心线圈稳升