電氣發熱與計算

目錄：

1. 電氣發熱的危害

2. 接觸電阻

3. 電氣發熱與允許溫升及散熱

4. 導體的長時發熱與短時發熱

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導體的長時發熱與短時發熱

1. 電器的升溫

2. 電器的發熱與散熱平衡規律

3. 絕緣損傷
   

導體的兩種發熱狀態：

長時發熱：

導體長期流過工作電流的發熱。

短時發熱：導體短時間流過短路電流引起的 發熱。

研究導體尤其是電線電纜的長時發熱與短時 發熱的規律，是為了找出提高導體長期允許發熱 的方法，使導體發熱溫度不超過最高允許溫度， 以保證導體的安全運行。

一、導體的長期發熱

導體升溫：

均質導體係指其全長有相同截面和材料的導體，母線、電纜均屬此類。

1、熱平衡遵循的基本物理定律：

導體發熱量=導體自身溫升所需熱量 +散發到周圍中去的熱量

2.熱平衡方程式：

3.方程解及分析

4.牛頓公式分析

導體的載流量與導體運行溫度有關，當導體運行溫度確定，則導體載流量也將確定。

同樣，當環境溫度一定，在導體溫度給定條件下，對不同橫截面的導體，有一個最大載流量與之對應。

二、長期運行載流量

1、牛頓公式應用：(P77 公式3-27)

Iy:導體長期運行的允許電流

0y:導體允許溫度

2、提高導體載流量的方法

• 減小導體電阻R：採用電阻率小的導體、減小導體接觸電阻、增加導體的橫截面積

• 增加導體散熱面積F：主要與導體幾何形狀有關

• 提高散熱係數Kzh：合理佈置導體加強自然通風、採取強迫冷卻、導體表面塗漆

• 提高導體允許溫度y：採用耐熱絕緣材料

載流導體長期發熱允許電流的修正

三、導體短路時發熱

一、短路發熱時的特點

1. 短路時發熱，是指短路開始到短路切除這一很短的時間內導體的發熱過程，可看著一個絕熱過程。

2. 短路時導體溫度變化範圍大，導體的電阻和比熱（熱容）是溫度的函數。

3. 短路電流瞬時值id變化規律複雜。

二、短路時導體熱穩定性分析

1、熱穩定性：

電器或導體必須能承受短路電流的熱效應而不致破壞的能力。

2、當d≤ dy時，則認為導體在短路時是熱穩定的，否則就應採取相應的措施，如增加導體截面或限制短路電流等以保證d≤ dy。一般未包絕緣的鋁導體dy為2000C，銅導體為3000C。

3、工程應用：熱穩定性校驗最小允許截面：

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