《第02章 导体的发热、电动力及开关电器的灭弧原理_NoRestriction》.pdfVIP

第二章 导体的发热、电动力 及开关电器的灭弧原理 2－1 导体的发热和散热 一、概述 1．导体和电器的三种运行状态 （1）正常运行状态，即电压和电流都不超过额定值的允许偏移范围。 正常运行状态是一种长期工作状态。 （2）故障运行状态，即系统发生故障至故障切除的短时间内的工作状 态。短路故障将引起电流突然增加，短路电流要比额定电流大几倍甚至几 十倍。 （3）不正常运行状态，即介于上述两种运行状态之间的一种运行状态。 它不能够长期运行，但也不需立即切除，即可以继续运行一定的时间。 ——设备选择中常用 “正常”和 “短路”两种运行状态。 2．发热的形成 电流通过导体和电器时，由于有功功率损耗引起发热。这些损耗包括： 1）电阻损耗 2）介质损耗 3）磁滞和涡流损耗 3．发热将对导体和电器产生不良的影响。 1）机械强度下降 2）接触电阻增加 3）绝缘性能下降 4．最高发热允许温度 为了保证导体可靠地工作，规定了导体长期工作发热和短路时发热的 温度限值，称为最高允许温度。 1）裸导体长期工作发热的最高允许温度一般为70℃；裸导体通过 短路电流时的短时最高允许温度，对硬铝及铝锰合金为 200℃，对硬铜为 300℃。 2）电力电缆的最高允许温度与其导体材料、绝缘材料及电压等级 等因素有关。 3）有关规程还规定了交流高压电器各部分长期工作发热的最高允 许温度。 ——导体发热过程不可避免，则影响不可避免，所以应规定最高温度， 以减少影响程度，保证设备的正常预期寿命 （正常使用年限）。 ——进行发热计算的目的，是为了校验导体或电器各部分发热温度是 否超过允许值。 二、导体的发热 1．导体电阻损耗的热量 无论通过正常工作电流或短路电流，导体都要发热，即由其电阻损耗 引起的发热。 单位长度()的导体通过电流（ ）时，由电阻损耗产生的热量为： = ( − ) + − = = 2．太阳照射的热量 太阳照射的热量会造成导体温度升高，故凡装于屋外的无遮阳措施的 导体应考虑日照的影响。对单位长度圆管导体，可按下式计算： = = ( − ) 对于屋内的导体，因无日照作用， 可忽略不计。 三、导体的散热 导体在发热的同时，还存在散热过程，即热量传递过程。热量传递有 三种基本形式，即对流、辐射、导热。 1．对流传递的热量 由流体各部分相对位移将热量带走的过程，称为对流。 单位长度导体对流换热所传递的热量，与温差及换热面积成正比，即： = − ( − ) （1）自然对流换热——屋内自然通风或屋外风速小于0.2/，属于 自然对流换热。 .