第六章載流導(dǎo)體的發(fā)熱和電動(dòng)力一發(fā)熱和電動(dòng)力對(duì)電氣設(shè)備的

第六章載流導(dǎo)體的發(fā)熱和電動(dòng)力一、發(fā)熱和電動(dòng)力對(duì)電氣設(shè)備的影響電氣設(shè)備在運(yùn)行中有兩種工作狀態(tài)，即正常工作狀態(tài)和短路時(shí)工作狀態(tài)。電氣設(shè)備在工作中將產(chǎn)生各種損耗，如：①“銅損”，即電流在導(dǎo)體電阻中的損耗；②“鐵損”，即在導(dǎo)體周圍的金屬構(gòu)件中產(chǎn)生的磁滯和渦流損耗；③“介損”，即絕緣材料在電場(chǎng)作用下產(chǎn)生的損耗。這些損耗都轉(zhuǎn)換為熱能，使電氣設(shè)備的溫度升高，進(jìn)而受到各種影響：機(jī)械強(qiáng)度下降；接觸電阻增加；絕緣性能下降。當(dāng)電氣設(shè)備通過(guò)短路電流時(shí)，短路電流所產(chǎn)生的巨大電動(dòng)力對(duì)電氣設(shè)備具有很大的危害性。如載流部分可能因?yàn)殡妱?dòng)力而振動(dòng)，或者因電動(dòng)力所產(chǎn)生的應(yīng)力大于其材料允許應(yīng)力而變形，甚至使絕緣部件（如絕緣子）或載流部件損壞；電氣設(shè)備的電磁繞組，受到巨大的電動(dòng)力作用，可能使繞組變形或損壞；巨大的電動(dòng)力可能使開關(guān)電器的觸頭瞬間解除接觸壓力，甚至發(fā)生斥開現(xiàn)象，導(dǎo)致設(shè)備故障。二、導(dǎo)體的發(fā)熱和散熱1.發(fā)熱導(dǎo)體的發(fā)熱主要來(lái)自導(dǎo)體電阻損耗的熱量和太陽(yáng)日照的熱量。2.散熱散熱的過(guò)程實(shí)質(zhì)是熱量的傳遞過(guò)程，其形式一般由三種:導(dǎo)熱；對(duì)流和輻射。三、提高導(dǎo)體載流量的措施在工程實(shí)踐中，為了保證配電裝置的安全和提高經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)采取措施提高導(dǎo)體的載流量。常用的措施有：（1）減小導(dǎo)體的電阻。因?yàn)閷?dǎo)體的載流量與導(dǎo)體的電阻成反比，故減小導(dǎo)體的電阻可以有效的提高導(dǎo)體載流量。減小導(dǎo)體電阻的方法：①采用電阻率ρ較小的材料作導(dǎo)體，如銅、鋁、鋁合金等；②減小導(dǎo)體的接觸電阻（Rj）；③增大導(dǎo)體的截面積(S),但隨著截面積的增加，往往集膚系數(shù)(Kf)也跟著增加，所以單條導(dǎo)體的截面積不宜做得過(guò)大，如矩形截面鋁導(dǎo)體，單條導(dǎo)體的最大截面積不超過(guò)1250mm2。（2）增大有效散熱面積。導(dǎo)體的載流量與有效散熱表面積(F)成正比，所以導(dǎo)體宜采用周邊最大的截面形式，如矩形截面、槽形截面等，并采用有利于增大散熱面積的方式布置，如矩形導(dǎo)體豎放。（3）提高換熱系數(shù)。提高換熱系數(shù)的方法主要有：①加強(qiáng)冷卻。如改善通風(fēng)條件或采取強(qiáng)制通風(fēng)，采用專用的冷卻介質(zhì)，如SF6氣體、冷卻水等；②室內(nèi)裸導(dǎo)體表面涂漆。利用漆的輻射系數(shù)大的特點(diǎn)，提高換熱系數(shù)，以加強(qiáng)散熱，提高導(dǎo)體載流量。表面涂漆還便于識(shí)別相序。四、導(dǎo)體短時(shí)發(fā)熱過(guò)程由于短路時(shí)的發(fā)熱過(guò)程很短，發(fā)出的熱量向外界散熱很少，幾乎全部用來(lái)升高導(dǎo)體自身的溫度，即認(rèn)為是一個(gè)絕熱過(guò)程。同時(shí)，由于導(dǎo)體溫度的變化范圍很大，電阻和比熱容也隨溫度而變，故不能作為常數(shù)對(duì)待。圖6-3所示為導(dǎo)體在短路前后溫度的變化曲線。在時(shí)間t1以前，導(dǎo)體處于正常工作狀態(tài)，其溫度穩(wěn)定在工作溫度θg。在時(shí)間t1時(shí)發(fā)生短路，導(dǎo)體溫度急劇升高，θz是短路后導(dǎo)體的最高溫度。時(shí)間t2時(shí)短路被切除，導(dǎo)體溫度逐漸下降，最后接近于周圍介質(zhì)溫度（θ0）。探五津、兩矛平行濃導(dǎo)體姨間電鏡動(dòng)力忙的計(jì)鋼算慎當(dāng)兩招個(gè)平通行導(dǎo)納體通便過(guò)電飼流時(shí)規(guī)，由塑于磁繭場(chǎng)相符互作舒用而兼產(chǎn)生訓(xùn)電動(dòng)援力，沃電動(dòng)疫力的雄方向經(jīng)與所雨通過(guò)戀的電擔(dān)流的玻方向元有關(guān)街。如伙圖6科-7栗所示論，當(dāng)芬電流豬的方浪向相方反時(shí)盾，導(dǎo)屠體間屑產(chǎn)生回斥力頸；而雁當(dāng)電潑流方可向相棵同時(shí)袋，則榆產(chǎn)生邪吸力沾。差根據(jù)僅比奧逆——奮沙瓦幸定律足，導(dǎo)灑體間紹的電慧動(dòng)力樂(lè)為榆（N步）蠢籃夠帆刻（限6-對(duì)36根）灘式中縫著殼i洗1梳、i早2塌——嚷—盡分別照通過(guò)茂兩平?jīng)r行導(dǎo)漏體的杜電流搖（A燒）濾；順l藝——鴨—求該段圾導(dǎo)體末的長(zhǎng)呆度譜（m設(shè)）穿；破a觀——丘—拼兩根寸導(dǎo)體厚軸線貫間的縱距離瘡（m諸）舟；談K從x直——覽形狀瓣系數(shù)潛。伏形狀紀(jì)系數(shù)況表示班實(shí)際渠形狀革導(dǎo)體緞所受錫的電綿動(dòng)力發(fā)與細(xì)蓄長(zhǎng)導(dǎo)鬧體（羅把電江流看麻作是共集中頑在軸喉線上續(xù)）電份動(dòng)力笨之比崗。實(shí)約際上昌，由楚于相轉(zhuǎn)間距宮離相肥對(duì)于攜導(dǎo)體指的尺謠寸要野大得拐多，壓所以產(chǎn)相間紫母線故的習(xí)K摧x是值取收1，都但當(dāng)紙一相野采用鴨多條欺母線爛并聯(lián)杏時(shí)，累條間竊距離蝦很小剃，條略與條濕之間財(cái)?shù)碾娬韯?dòng)力嚼計(jì)算減時(shí)要橋計(jì)及潤(rùn)K裳x分的影標(biāo)響，龍其取御值可要查閱冰有關(guān)解技術(shù)誕手冊(cè)擋。拍六掘、三瓦相短接路時(shí)工的電怨動(dòng)力扣計(jì)算漿發(fā)生率三相筑短路夫時(shí)，晨每相秩導(dǎo)體債所承鋼受的決電動(dòng)復(fù)力等潑于該掛相導(dǎo)洗體與對(duì)其它隱兩相煩之間殊電動(dòng)叢力的露矢量帥和。識(shí)三相喚導(dǎo)體仔布置恰在同嘴一平排面時(shí)豬，由強(qiáng)于各磁相導(dǎo)提體所攀通過(guò)巴的電坡流不繭同，訊故邊崖緣相內(nèi)與中藍(lán)間相巴所承信受的里電動(dòng)摘力也閉不同菌。佛圖6德-8信為對(duì)似稱三債相短恥路時(shí)曬的電植動(dòng)力梨示意肯圖。踩作用傳在中烈間相腎（B自相）團(tuán)的電槽動(dòng)力皮為膨圣蘆駛哥促益微歌（翻6-橡37脹）旱作用膀在外搏邊相亞（A問(wèn)相或潮B相賢）的欲電動(dòng)橡力為帶齡哨數(shù)脂盒闖伏（6哨-3訂8）霞將三坡相對(duì)素稱的即短路迅電流還代入土式（董6-繪37鞠）和哭（6女-3血8）康，并渴進(jìn)行到整理苗化簡(jiǎn)專，然中后做益出各手自的紹波形缺圖，圍如圖心6-繩9所使示。窗從圖管中可價(jià)見：替最大扇沖擊侮力發(fā)雙生在異短路涼后0逼.1降s，彈而且蓋以中加間毒相受用力最癢大。眼用三牽相沖治擊短珍路電翻流遞i埋ch箱(k剩A)抹表示娘的中痰間相趴的最皂大電具動(dòng)力打?yàn)榍虻氨K（存N）愉吸鴨蔥幻罵塑（6威-3鋤9）掃根據(jù)覆電力醋系統(tǒng)墊短路歡故障賺分析亮的知陪識(shí)：型，故誤兩相插短路窮時(shí)的顛沖擊按電流冶為姜。發(fā)疤生兩機(jī)相短級(jí)路時(shí)咸，最洗大電洲動(dòng)力購(gòu)為崖燕篩京預(yù)虹類良梯（戲6-鄙40合）郵可見升，兩吃相短當(dāng)路時(shí)緣的最栽大電詢動(dòng)力賠小于蜻同一騎地點(diǎn)晝?nèi)嘣憾搪穼憰r(shí)的鴨最大忌電動(dòng)椅力，畏所以廈，要司用三貝相短械路時(shí)渾的最懷大電綢動(dòng)力漲校驗(yàn)污電氣竭設(shè)備旬的動(dòng)挎穩(wěn)定辮。誘七島、考曬慮母嶺線共舞振影夸響時(shí)序?qū)﹄娙紕?dòng)力腦的修銳正詳如果伶把導(dǎo)溝體看北成是色多垮淋的連集續(xù)梁纏，則白母線憤的一冒階固穗有振桿動(dòng)頻購(gòu)率為席（6正-4聰1）懷式中吹：N筆f怨—柜頻率圖系數(shù)宿；蒜L畫—逃跨距樸（m爐）簽；貴E框—取導(dǎo)體辣材料潔的彈米性模上量（焰Pa干）漫；甘I苗—繪導(dǎo)體季斷面姿二次創(chuàng)矩（槐m炎4幸）蜜；篇m終—栗導(dǎo)體戚單位糖長(zhǎng)度悼的質(zhì)中量（滴kg杏/m犧）懷。污N京f像根據(jù)傘導(dǎo)體努連續(xù)厭跨數(shù)衫和支豆撐方我式?jīng)Q標(biāo)定，軋其值醫(yī)如表簡(jiǎn)6-界4所單示。經(jīng)表薯6-醬4超披匪導(dǎo)體龜不同名固定匪方式少時(shí)的敗頻率式系數(shù)脹Nf壇值攪跨數(shù)墓及支麥承方考式良Nf觸單跨憤、兩廊端簡(jiǎn)板支忍1.兆57蜻單跨戲、一煤端固謠定、殖一端意簡(jiǎn)支物兩等灘跨、蠶簡(jiǎn)支邁2.奶45初單跨韻、兩峰端固刮定多菊等跨惹、簡(jiǎn)障支支3.蔽56再單跨村、一壽端固仰定、或一端預(yù)活動(dòng)教0.強(qiáng)56酷當(dāng)一層階固元有振緒動(dòng)頻萍率f槍1攜在3偵0～豐16班0H煎z范碌圍內(nèi)喝時(shí)，悶因其絕接近勁電動(dòng)靜力的拔頻率巡（或芬倍頻享）而盲產(chǎn)生聲共振蓮，導(dǎo)烈致母恰線材嫂料的語(yǔ)應(yīng)力奇增加挎，此懶時(shí)用熄動(dòng)態(tài)摔應(yīng)力垃系數(shù)圣β?lián)暨M(jìn)行甩修正航，故跡考慮緞共振恰影響餃后的帆電動(dòng)粗力的束公式晝?yōu)楦?jìng)紙（動(dòng)N）惕獎(jiǎng)浪踏糧執(zhí)輪屆催格（林6-伶42吳）礎(chǔ)在工務(wù)程計(jì)擴(kuò)算中風(fēng)，可秤查電悅力工荒程手背冊(cè)獲合得動(dòng)評(píng)態(tài)應(yīng)壩力系償數(shù)嘆β遇，如束圖6爪-1秒0所夢(mèng)示?？陀蓤D告6-肝10欠可見堅(jiān)，固嘉有頻福率在任中間扯范圍辭內(nèi)變開化時(shí)毫，睛β顏〉1肉，動(dòng)品態(tài)應(yīng)鍬力較架大；湖當(dāng)固強(qiáng)有頻獨(dú)率較勒低時(shí)劈，誕β宜〈1仁；固從有頻差率較焰高時(shí)侵，硬β≈第1好。跑對(duì)屋而外配倒電裝懇置中沈的鋁譽(yù)管導(dǎo)梢體，鴉取揪β奔=0糊.5肝8。攜為了墾避免姻導(dǎo)體細(xì)發(fā)生娃危險(xiǎn)艷的共恐振，慘對(duì)于終重要變的導(dǎo)芝體，拖應(yīng)使確其固賢有頻傲率在蟲下述笛范圍帆以外知：寶單條勝導(dǎo)