矩形复合导体允许载流量的计算方法.docxVIP

10 10 EPC Vol.lO No.9 EPC Vol.lO No.9 15 矩形复合导体允许载流量的计算方法 东北电力设计脘 张大文 f ( 273 + t f ( 273 + tD L V To oo 内容提要 本文介绍了由矩形复合导体允许载流量的计算方法，大 大方便了设计选用非常用规格导体，可供同类工程的孝考。 工程设计选用导体的允许载流量系根据设 计技术规定及设计手册等所规定的数据进行 的。而这类数据总是在某种条件下得出的，但 工程设计有时会超出上述规定的范围，为此有 必要提出导体允许载流量的计算方法，供工程 设计计算使用。本文提出的计算公式已经过了 若干工程的实例计算并与《电力工程设计手 册》中的有关数据进行对比分析，表明本计算 方法基本上是可用的。 一、基本概念 导体的散热形式有传导、辐射和对流二种 形式，而户内配电装置的导体散热n有辐射和 对流，因空气热传导性很小及支持导体绝缘子 导热极差，因此可以认为导体发热不向周围空 气及支持导体的钢架上传导。在上述假定下， 导体在某一■环境父气温度卜的■%*?体表面温度稳 定在+ 70°C时，通过导体的电流即为该环境温 度下的允许载流量。 二、导体允许载流量计算式 导体表面温度为+70°C时允许电流17所 产生的热量全被辐射及自然对流所带走，而导 体表面温度稳定在+ 70°C，在此假设条件下 的计算式如下。 Fd——lcm长导体的有效对流散热表 面积(cm2)。 R70——在+ WC时每lcm长纯铝导 体表面的交流电阻(Q/cm); R70 = 0. 029〔1 + 0. 00434(70 - 20)〕 ?K./100A (2) Kf-一集肤效应系数； 0. 029——+20°C时纯铝的电阻率（Q- m m2 / m) 5 0. 00434——纯铝温度系数； A 导体截面积(mm 2); Qf——导体向空气辐射的热量》 根据斯蒂芬-波尔茨曼定律，绝对黑体每 小时每平方米辐射的热量QF为： Qf = oqT4 (kcal/m zh) a0——绝对黑体辐射常数； 其值为4. gxlOikcal/mlK；4 T——绝对温度 n _ 4.9〔（273 + h)4 -(打3卞 ioo1 (kca //m z h) Qf = -(-27?tlL-)4](W/Cm2) to 导体表面温度，取+ 70°Cj “——环境气温； 对于非纯黑物体可乘以辐射系数S，其值随 导体表面颜色不同而异，对于导体表面涂以相 序标志色漆时，S = 0.95 273 + 273 + tp 1000 式中：Ff lcm长导体的有效福射散热表 面积（cm2); ... Qf = 5.415〔( b 两导体内侧间距。菱形母线幅射角系数印2 b 两导体内侧间距。 菱形母线幅射角系数印2为 CP2 = 导体的对流散热量Qd根据试验公式，条 状导体的散热量为： Qd =1.5xlO4(tD -tt)1-35 ⑷ 立放母线幅数角系数心为 ^1= V1 + (T~)2 ⑸ 式中：h——导体高度j /hi~b \ \ h J (6) 式中：h——两导体之间的中心距 三、导体允许载流量的对比与 分析 今对100mm x 10mm矩形单片招导体及以 此单片组成的二片、三片及四片复合导体在立 放及平放时的允许载流量，根据前面的（1)、 (2)、（3)及（4)式进行分析；分析中忽略了 支持绝缘子及构架对导体的散热影响，并因为 户内配电装置的空间比导体本身大得多，故假 定导体的散热量不会使户内配电装置内空气温 度升高。下面将计算的允许载流量与1972年3 月版《电力工程设计手册》（第一册)刊载的实 测值进行对比和分析。 1、三片立放导体 安装示意图见图1，辐射散热及对流散热 情况与两片立放相同，为0.9,所以（1)式中的 Ff = 30cm 2 ,Fd = 56cm2，（2)式中的kf =1.4 tt = 4- 25 °C Qf = 0.0322W/cra2 Qd = 0.256W/cm2 R7 0 = 164 xlO9Q/cm ly =S615A (实测值36幼入〉 误差为-0.69% tk = +35°C QF =0.02622W/cm2 Qd = 0.01822W/cm2 R7 0 = 164 xlOBQ/cm 1, =3147A.(实测值3190A) 误差为-1.3 %。 tt = +40°C Qf = 0.02298W/cm2 Qd =0. 0148W/cm2 R 7 o = 164 x 10_B Q/cm Iy =2890A(实测值2950A) 误差为- 2 %。 2、三片平放导体 安装示意图见图2。辐射散热条件与三片 立放相同。对流散热条件与二片平放相同，故 (L)式中的Fd =31 cm2。（2)式中的kf