chap3载流导体的发热.ppt

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θ0 不等于规定的周围介质极限温度θe时，应将导体载流量Ie乘以修正系数Kθ 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θd，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 2 求QfZ 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θd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θe ，而切断短路时导体的温度恰好达到短时允许最高温度θde ，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 S≥Smin，导体即满足热稳定要求。 最小允许截面Smin的计算 根据θe及θde查出相应的Ae 及 Ade然后利用公式 求出Smin * * 1、求Qz 二、短路电流热效应Qd的计算 0.05 变电所各级电压 母线及出线 0.1 0.08 发电厂升高电压 母线及出线 0.2 0.15 发电机出口及母线 发电机电压电抗器后 td0.1 td≤0.1 T(s) 短路点 + C为与材料和温度有关的常数