第六章载流导体的发热和电动力一发热和电动力对电气设备的

第六章载流导体的发热和电动力一、发热和电动力对电气设备的影响电气设备在运行中有两种工作状态，即正常工作状态和短路时工作状态。电气设备在工作中将产生各种损耗，如：①“铜损”，即电流在导体电阻中的损耗；②“铁损”，即在导体周围的金属构件中产生的磁滞和涡流损耗；③“介损”，即绝缘材料在电场作用下产生的损耗。这些损耗都转换为热能，使电气设备的温度升高，进而受到各种影响：机械强度下降；接触电阻增加；绝缘性能下降。当电气设备通过短路电流时，短路电流所产生的巨大电动力对电气设备具有很大的危害性。如载流部分可能因为电动力而振动，或者因电动力所产生的应力大于其材料允许应力而变形，甚至使绝缘部件（如绝缘子）或载流部件损坏；电气设备的电磁绕组，受到巨大的电动力作用，可能使绕组变形或损坏；巨大的电动力可能使开关电器的触头瞬间解除接触压力，甚至发生斥开现象，导致设备故障。二、导体的发热和散热1.发热导体的发热主要来自导体电阻损耗的热量和太阳日照的热量。2.散热散热的过程实质是热量的传递过程，其形式一般由三种:导热；对流和辐射。三、提高导体载流量的措施在工程实践中，为了保证配电装置的安全和提高经济效益，应采取措施提高导体的载流量。常用的措施有：（1）减小导体的电阻。因为导体的载流量与导体的电阻成反比，故减小导体的电阻可以有效的提高导体载流量。减小导体电阻的方法：①采用电阻率ρ较小的材料作导体，如铜、铝、铝合金等；②减小导体的接触电阻（Rj）；③增大导体的截面积(S),但随着截面积的增加，往往集肤系数(Kf)也跟着增加，所以单条导体的截面积不宜做得过大，如矩形截面铝导体，单条导体的最大截面积不超过1250mm2。（2）增大有效散热面积。导体的载流量与有效散热表面积(F)成正比，所以导体宜采用周边最大的截面形式，如矩形截面、槽形截面等，并采用有利于增大散热面积的方式布置，如矩形导体竖放。（3）提高换热系数。提高换热系数的方法主要有：①加强冷却。如改善通风条件或采取强制通风，采用专用的冷却介质，如SF6气体、冷却水等；②室内裸导体表面涂漆。利用漆的辐射系数大的特点，提高换热系数，以加强散热，提高导体载流量。表面涂漆还便于识别相序。四、导体短时发热过程由于短路时的发热过程很短，发出的热量向外界散热很少，几乎全部用来升高导体自身的温度，即认为是一个绝热过程。同时，由于导体温度的变化范围很大，电阻和比热容也随温度而变，故不能作为常数对待。图6-3所示为导体在短路前后温度的变化曲线。在时间t1以前，导体处于正常工作状态，其温度稳定在工作温度θg。在时间t1时发生短路，导体温度急剧升高，θz是短路后导体的最高温度。时间t2时短路被切除，导体温度逐渐下降，最后接近于周围介质温度（θ0）。探五津、两矛平行浓导体姨间电镜动力忙的计钢算慎当两招个平通行导纳体通便过电饲流时规，由塑于磁茧场相符互作舒用而兼产生训电动援力，沃电动疫力的雄方向经与所雨通过恋的电担流的玻方向元有关街。如伙图6科-7栗所示论，当芬电流猪的方浪向相方反时盾，导屠体间屑产生回斥力颈；而雁当电泼流方可向相棵同时袋，则榆产生邪吸力沾。差根据仅比奥逆——奋沙瓦幸定律足，导洒体间绍的电慧动力乐为榆（N步）蠢篮够帆刻（限6-对36根）滩式中缝著壳i洗1梳、i早2塌——嚷—尽分别照通过茂两平况行导漏体的杜电流摇（A烧）滤；顺l艺——鸭—求该段圾导体末的长呆度谱（m设）穿；破a观——丘—拼两根寸导体厚轴线贯间的纵距离疮（m诸）舟；谈K从x直——览形状瓣系数潜。伏形状纪系数况表示班实际渠形状革导体缎所受锡的电绵动力发与细蓄长导闹体（罗把电江流看麻作是共集中顽在轴喉线上续）电份动力笨之比岗。实约际上昌，由楚于相转间距宫离相肥对于携导体指的尺谣寸要野大得拐多，压所以产相间紫母线故的习K摧x是值取收1，都但当纸一相野采用鸭多条欺母线烂并联杏时，累条间窃距离虾很小剃，条略与条湿之间财的电枕动力嚼计算减时要桥计及润K裳x分的影标响，龙其取御值可要查阅冰有关解技术诞手册挡。拍六掘、三瓦相短接路时工的电怨动力扣计算浆发生率三相筑短路夫时，晨每相秩导体债所承钢受的决电动复力等泼于该挂相导洗体与对其它隐两相烦之间殊电动丛力的露矢量帅和。识三相唤导体仔布置恰在同嘴一平排面时猪，由强于各磁相导提体所攀通过巴的电坡流不茧同，讯故边崖缘相内与中蓝间相巴所承信受的里电动摘力也闭不同菌。佛图6德-8信为对似称三债相短耻路时晒的电植动力梨示意肯图。踩作用传在中烈间相肾（B自相）团的电槽动力皮为膨圣芦驶哥促益微歌（翻6-橡37胀）旱作用膀在外搏边相亚（A问相或潮B相贤）的欲电动橡力为带龄哨数脂盒闯伏（6哨-3订8）霞将三坡相对素称的即短路迅电流还代入土式（董6-绘37鞠）和哭（6女-3血8）康，并渴进行到整理苗化简专，然中后做益出各手自的绍波形缺图，围如图心6-绳9所使示。窗从图管中可价见：替最大扇冲击侮力发双生在异短路凉后0逼.1降s，弹而且盖以中加间毒相受用力最痒大。眼用三牵相冲治击短珍路电翻流递i埋ch箱(k剩A)抹表示娘的中痰间相趴的最皂大电具动力打为球蛋盏（存N）愉吸鸭葱幻骂塑（6威-3锄9）扫根据覆电力醋系统垫短路欢故障赚分析亮的知陪识：型，故误两相插短路穷时的颠冲击按电流冶为姜。发疤生两机相短级路时咸，最洗大电洲动力购为崖燕筛京预虹类良梯（戏6-鄙40合）邮可见升，两吃相短当路时缘的最栽大电询动力赔小于蜻同一骑地点昼三相院短路写时的鸭最大忌电动椅力，畏所以厦，要司用三贝相短械路时浑的最怀大电绸动力涨校验污电气竭设备旬的动挎稳定辫。诱七岛、考晒虑母岭线共舞振影夸响时序对电燃动力脑的修锐正详如果伶把导沟体看北成是色多垮淋的连集续梁缠，则白母线愤的一冒阶固穗有振杆动频购率为席（6正-4聪1）怀式中吹：N笔f怨—柜频率图系数宿；蒜L画—逃跨距朴（m炉）签；贵E框—取导体辣材料洁的弹米性模上量（焰Pa干）漫；甘I苗—绘导体季断面姿二次创矩（槐m炎4幸）蜜；篇m终—栗导体戚单位糖长度悼的质中量（滴kg杏/m牺）怀。污N京f像根据伞导体努连续厌跨数衫和支豆撑方我式决标定，轧其值医如表简6-界4所单示。经表薯6-酱4超披匪导体龟不同名固定匪方式少时的败频率式系数胀Nf坛值搅跨数墓及支麦承方考式良Nf触单跨愤、两廊端简板支忍1.兆57蜻单跨戏、一煤端固谣定、殖一端意简支物两等滩跨、蚕简支迈2.奶45初单跨韵、两峰端固刮定多菊等跨惹、简障支支3.蔽56再单跨村、一寿端固仰定、或一端预活动教0.强56酷当一层阶固元有振绪动频萍率f枪1携在3侦0～丰16班0H煎z范碌围内喝时，闷因其绝接近劲电动静力的拔频率巡（或芬倍频享）而盲产生声共振莲，导烈致母恰线材嫂料的语应力奇增加挎，此懒时用熄动态摔应力垃系数圣β击进行甩修正航，故迹考虑缎共振恰影响饺后的帆电动粗力的束公式昼为竞纸（动N）惕奖浪踏粮执轮届催格（林6-伶42吴）础在工务程计扩算中风，可秤查电悦力工荒程手背册获合得动评态应坝力系偿数叹β遇，如束图6爪-1秒0所梦示。客由图告6-肝10欠可见坚，固嘉有频福率在任中间扯范围辞内变开化时毫，睛β颜〉1肉，动品态应锹力较架大；湖当固强有频独率较勒低时劈，诞β宜〈1仁；固从有频差率较焰高时侵，硬β≈第1好。跑对屋而外配倒电装恳置中沈的铝誉管导梢体，鸦取揪β奔=0糊.5肝8。携为了垦避免姻导体细发生娃危险艳的共恐振，惨对于终重要变的导芝体，拖应使确其固贤有频傲率在虫下述笛范围帆以外知：宝单条胜导