电器的散热与发热

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电气发热与计算

铜导体的穿透深度（20℃）
f(kHz)
△(mm)
1
2.089 25
3
1.206 30
5
7
10
13
15
18
20
23
0.9346 0.7899 0.6608 0.5796 0.5390 0.4026 0.4673 0.4358 35 14 45 0.3115 50 60 70 80 100
f(kHz)
△(mm)
n m
8
3.1 电气发热与计算
涡流损耗 • 3.1.3载流导体运行中的损耗铁在变化着的磁场中， 1)电阻损耗 P = I2Rt 或者在磁场中运动时，铁磁物质内部会产生感应电动势 2)磁滞、涡流损耗 (或感应电流)。涡流是感应 n ① 磁滞损耗 Pcz fBm 电流之一，在铁心内围绕着磁感应强度，呈旋涡状流动， ② 涡流损耗其方向可按楞次定律来决定。通常采用增大涡流回路电阻的方法减小涡流。如图所示：
得到充分地利用。交流电流通过导体时的电阻损耗（或称焦耳损 2 耗）应为： P K fj I R （3-3） l
其中导体的电阻为: R
2 ( 1 ) 而电阻率与温度的关系为： 0
S
当θ≤100℃ 时，可忽略高次项，简化为：
0 (1 )
20
3.2 接触电阻
• 3.2.2 接触电阻的组成
接触电阻Rj由两部分组成，收缩电阻Rs和表面膜电阻Rb，即： Rj = Rs + Rb
1) 收缩电阻 2) 表面膜电阻可见，金属的实际截面积在切断处减小了，电流在流
7
3.1 电气发热与计算
• 3.1.3载流导体运行中的损耗 1)电阻损耗 P = I2Rt 磁滞损耗 2)磁滞、涡流损耗

第二章电气发热与计算

二、长期运行载流量
1、牛顿公式应用：牛顿公式应用：
Iy = Kzh ⋅ F ⋅ (θy −θ 0) R
导体长期运行的长期运行的允许电流 Iy:导体长期运行的允许电流 θy:导体允许温度 PS:导体表面放出总热量
二、长期运行载流量
2、提高导体载流量的方法
Iy = Kzh ⋅ F ⋅ (θy −θ 0) R
二、发热对载流导体的不良影响
（一）、绝缘材料性能降低
（二）、机械强度下降）、机械强度下降（三）、导体接触部分性能下降）、导体接触部分性能下降
（一）、绝缘材料性能降低）、绝缘材料性能降低
发热加速绝缘材料老化，发热加速绝缘材料老化，缩短绝缘材料寿命，降低绝缘材料的电气特性和机械寿命，特性。特性。耐热温度允许温度
合理布置导体加强自然通风采取强迫冷却导体表面涂漆
二、长期运行载流量
2、提高导体载流量的方法
Iy = Kzh ⋅ F ⋅ (θy −θ 0) R
减小导体电阻R 减小导体电阻R 增加导体散热面积F 增加导体散热面积F 提高散热系数K 提高散热系数Kzh 提高导体允许温度θ 提高导体允许温度θy
采用耐热绝缘材料
（三）、导体接触部分性能变坏）、导体接触部分性能变坏
接触电阻定义：接触电阻定义：当两个金属导体以某种机械方式互相接触时，相接触时，在接触区域所呈现的附加电阻。电阻。接触电阻=收缩电阻+ 接触电阻=收缩电阻+表面膜电阻
收缩电阻与表面膜电阻
收缩电阻：收缩电阻：电流流经电接触区域时，接触区域时，从原来截面较大的导体突然转入截面很小的接触点，截面很小的接触点，电流线发生剧烈收缩所呈现出的附加电阻。现出的附加电阻。表面膜电阻：表面膜电阻：电接触面上，由于污染而覆盖的一层导电性很差的物质所呈现出的电阻。所呈现出的电阻。

第四章导体的发热电动力及常用计算公式1

： 2 S
∫
tk
0
I dt =
2 kt
C0 ρ m
ρ0
1 + βθ ∫θ w 1 + αθ d θ
θh
求解得：
1 S2
∫
tk
0
2 I kt d t = Ah − Aw
C0 ρ m α − β β Ah = α 2 ln (1 + αθ h ) + α θ h = g (θ h ) ρ0 C0 ρ m α − β β Aw = α 2 ln (1 + αθ w ) + α θ w = g (θ w ) ρ0
20
4.3 导体的短时发热
引言
短时发热的含义：短时发热的含义：
载流导体短路时发热，载流导体短路时发热，是指从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。路切除为止很短一段时间内导体发热的过程。
短时发热的特点：短时发热的特点：
短路电流大，短路电流大，发热量多时间短，时间短，热量不易散发
tk
0
I d t = ∫ 2 I pt cos ωt + inp0e d t 0 2t − k tk Ta 2 2 1 − e Ta inp0 = Qp + Qnp ≈ ∫ I pt d t + 0 2
2 kt
tk
2
由于短路电流I 的表达式很复杂，由于短路电流 kt的表达式很复杂，一般难于用简单的 26 解析式求解Q 工程上常采用近似计算法计算。解析式求解 k，工程上常采用近似计算法计算。
5×1016 A[J/(Ωm4)]
1 Qk 2 S
25
1 Ah = Aw + 2 Qk S

石墨烯电暖器工作原理

石墨烯电暖器是一种利用石墨烯材料的特殊导电性能进行加热的设备。

其工作原理如下：
1.石墨烯导电性：石墨烯是由碳原子形成的二维薄片，具有优异的导电性能。

石墨烯的电子在其平面内高速移动，形成电子气，使其具有极高的电导率。

2.发热原理：石墨烯电暖器利用电流流经石墨烯薄片时发生的自发热现象。

当电流通过石墨烯薄片时，石墨烯中的电子受到电场力的作用，电子气的运动速度增大，产生的碰撞和摩擦使石墨烯薄片内部发生能量转换，转化为热能。

3.散热与加热：石墨烯电暖器通常设计有散热结构，利用散热结构将石墨烯薄片与外部环境隔离，从而提高安全性并避免热量对周围环境的直接传导。

石墨烯薄片的热能通过散热结构传递给加热物体或空气，实现加热效果。

4.温控系统：石墨烯电暖器通常配备温控系统，通过温度传感器感知当前环境温度，并将温度信息传递给控制电路。

控制电路根据设定的温度值对电流进行调节，实现对加热功率的控制，从而保持环境温度稳定在设定值附近。

总的来说，石墨烯电暖器利用石墨烯材料具有的高导电性和自发热原理，通过电流在石墨烯薄片中的流动实现能量转化为热能，并通过散热结构将热能传递给加热物体或空气。

同时，温控系统能够实时监测和调节温度，使得石墨烯电暖器能够稳定、高效地提供加热效果。

石墨烯电暖器具有快速加热、高效能源利用和温度控制等优点，广泛应用于家庭供暖、工业加热等领域。

焦耳定律在物理学中的应用

焦耳定律在物理学中的应用焦耳定律是物理学中一个非常基础的定律，其描述了电流通过电阻时会被转化为热量的过程。

这个定律可以用来计算电器元件的能量损耗和发热，并且在很多实际应用中都有重要的作用。

1. 焦耳定律的基本概念焦耳定律又称为热效应定律，它描述了电流通过电阻时会被转化为热量的过程。

根据焦耳定律，电流的强度和电阻的大小决定着热量的产生速率。

具体来说，当电流I通过一个电阻为R的电器元件时，其产生的热量Q等于电流的平方乘以电阻和时间的乘积，即：Q = I²Rt其中，Q表示热量的单位焦耳（J），I表示电流的单位安培（A），R表示电阻的单位欧姆（Ω），t表示时间的单位秒（s）。

2. 焦耳定律的应用焦耳定律在物理学中有广泛的应用，下面我们来看一些实际的例子。

2.1 电路中的能量损耗在一个电路中，由于电器元件的电阻存在，电流流过时会产生能量的损耗。

根据焦耳定律，电器元件所产生的热量是与电流的平方成正比的，因此在大电流通过时会产生更多的热。

这个现象被广泛应用于电路中的保险丝设计，在过流时自动切断电路以避免电器损坏。

2.2 电池的放电当一个电池放电时，电流通过电路产生了一定的热量。

这个热量可以用焦耳定律来计算，同时也可以帮助我们设计和优化电池的工作参数，如放电时间、输出功率等。

2.3 电器元件的发热电器元件在工作时也会产生热量，这个热量可以用焦耳定律来计算。

例如，炉具、加热管等家用电器都是利用电器元件发热以完成加热的过程。

2.4 电器元件的散热由于电器元件产生的热量必须散发出去，因此散热设计是电器元件设计中非常重要的一环。

根据焦耳定律，电流的大小和电阻的大小决定了电器元件的热量产生速率，而散热的效果则决定了热量散发速率。

因此，针对不同的电器元件，需要设计相应的散热方案和具体的散热器。

3. 结论总之，焦耳定律在物理学中的应用非常广泛，其可以用于计算电器元件的能量损耗和发热、优化电池工作参数、设计散热方案等。

第2章_电器的发热理论

圆筒截面右图，热传导率λ，设导体长度为l。半径为r处厚度为dr的圆筒的热阻为
r2
r1
λ λ=∞
dr dRT 2rl
(2 17 )
长圆筒热阻为
RT
r2 r1
τ
dr 1 r2 ln 2rl 2l r1
(2 18)
O
τ1
τ2 τ0
2、热传导的计算方法 ——外包绝缘层导体
(2 8)
工程上，采用经验公式
tan 1.8 10 be
4
a ( m )
(2 9)
4、摩擦、碰撞损耗
电器中连接部分在工作过程中会产生机械摩擦和碰撞，由此产生的损耗形成电器工作中的热源。机械碰撞越大，电器的机械寿命越低。
5、电弧发热
有触点电器在工作过程中，当执行接通任务时，产生的触头之间的弹跳，将产生电弧和火花；执行分断任务时，也会在触头间产生严重的电弧燃烧现象电弧为高温游离气体，其产生大量的热量。
若内外壁的温度为θ1与θ2，则通过外表面散出的热流P为
2l P (1 2 ) r2 ln r1
绝缘层总热阻
(2 19)
1 n 1 ri 1 RT ln 2l i 1 i ri
(2 20)
3、热对流的计算方法
牛顿提出了热流密度与固体壁面温度和流体温度的温度差之间的关系，即
(2 27)
例：变压器油中垂直安放的平板导体，对流系数为：
(38 ~ 48) ( 0 ) 0.25
(2 28)
4、热辐射的计算方法
热辐射的方式：热能（发热）→（转变为）→辐射能（实质是一种电磁波）→（转变为）→热能（被吸收）
设在一个封闭的腔体壁上，开一个小孔，可近似为封闭的腔体。

电器理论基础教学课件作者许志红第2章电器的发热理论

从小孔进入的光线几乎全部被壁面吸收。
黑体腔体图2-14 黑体示意
4、热辐射的计算方法
黑体单位面积发射的功率
p f T 4
(2 29)
两个物体间通过辐射交换的热量与T4之差成正比
p f (T14 T24 )
(2 30)
4、热辐射的计算方法
辐射热阻
——辐射热阻
RT

p
2.4 电器的稳定温升计算
电器在工作过程中，如果通电时间足够长，使其工作温度接近于一个稳定的值，那么就可以采用牛顿公式进行计算。
1、热平衡方程式
输入的导体热量＝提高导体本身温度+散热
pdt KT Adt cmd
(2 35)
2、发热稳定
输入的导体热量＝散热
p KT A w
第2章电器的发热理论
福州大学许志红苏晶晶
复旦大学
第2章电器的发热理论
2.1 电器的发热现象 2.2 电器的散热 2.3 电器的允许温升 2.4 电器的稳定温升计算 2.5 典型电器的温升计算 2.6 不同工作制下电器的温升 2.7 电器的热稳定性
复旦大学
2.1 电器的发热现象
电器发热的来源在于内部的能量损耗，降低电器工作温度的主要途径就是设法减小损耗。
Kc1 5103 fab
1、电阻损耗——邻近效应
两个相邻载流导体间磁场相互作用使两导体内产生电流分布不均匀的现象。邻近效应与相邻载流导体内电流流向有关。
1、电阻损耗 ——邻近损耗系数的求解
对圆截面导体：邻近效应系数Klj，可查表2-3得到。其中系数Kx为
Kx

d 20
f
式中，d——导体的直径； l——两导体中心线之间的距离。

电器发热计算

适用范围
适用于分析复杂电器设备的热性能，如电动机、变压器等。
计算步骤
建立电器设备的有限元模型、对模型进行离散化处理、求解离散化的方程组、得到各部分的发热量。
03
不同类型电器的发热计算
家用电器的发热计算
空调
空调的发热量主要来自压缩机和电机的运行，以及冷媒在蒸发器中的蒸发吸热。发热量的计算需要考虑空调的制冷量、能效比、输入功率等因素。
05
电器发热的未来发展
新材料的应用
高导热材料
随着科技的进步，高导热材料在电器发热中的应用越来越广泛，能够更高效地传递热量，降低电器温度。
新型绝缘材料
新型绝缘材料在保证良好绝缘性能的同时，具有更低的热阻，有助于减少热量积聚。
复合材料
通过将不同材料进行复合，可以发挥各材料的优点，提高电器的综合性能和耐热性。
间的关系计算发热量。
热平衡法
定义
热平衡法是通过分析电器设备在工作状态下的能量平衡，计算各部分的发热量。
适用范围
适用于分析电器设备在工作状态下的热平衡，尤其适用于分析大型电器设备的热性能。
计算步骤
分析电器设备的能量平衡、确定各部分的发热量、考虑散热损失。
有限元分析法
定义
有限元分析法是一种数值分析方法，通过将连续的求解域离散为一组有限个、且按一定方式相互联结在一起的单元组合体，从而将复杂的热分析问题简化为求解有限个未知量的近似值问题。
绿色能源的利用
01
太阳能供电
利用太阳能电池板为电器供电，减少对传统能源的依赖，降低碳排放。
风能供电
02
03
节能设计
结合风力发电机，为电器提供绿色能源，尤其适用于户外和偏远地区。

取暖器的发热原理

取暖器的发热原理、结构和使用途径| [<<][>>]目前市场上销售的取暖器种类很多，而消费者又往往对各种电取暖器及其用途不太了解，因此，下面就怎样根据电取暖器的发热原理、结构和使用途径做些介绍。

现在市场上的电取暖器品种比较多，从基本发热原理上可分为五类：电热丝发热体、石英管发热体、陶瓷发热体、卤素管发热体、导热油发热体和碳素纤维发热体。

由于现在电取暖器的制造技术已经成熟，而且针对消费者便捷、时尚、美观的需求，样式也是层出不穷。

虽然外观近似，但发热原理却大相径庭，所以仅从外观上还是很难分辨出取暖器的类别。

我们经过多方面了解与查证，以发热原理分类为主线向读者们做些介绍。

电热丝发热体以电热丝发热体为发热材料的取暖器主要是市场上见较多和较传统的暖风机。

它的发热体为电热丝，利用风扇将电热丝产生的热量吹出去。

再有就是现在市场上的新产品：酷似电扇外型，由电热丝缠绕在陶瓷绝缘座上发热，利用反射面将热能扩散到房间。

这种取暖器同电扇一样，可以自动旋转角度，向整个房间供暖，适合在8平米以下的小房间使用。

新款产品还具有超声波加湿、释放携氧负离子、宽频谱等功能。

缺点是停机后温度下降快，供范围小，且消耗氧气，长期使用电热丝容易发生断裂。

由于电热丝本身成本较便宜，所以出现丝体断裂的情况，维修方面不会负担过重。

一般消耗功率在800~100 0W左右。

石英管发热体该类产品主要由密封式电热元件、抛物面或圆弧面反射板、防护条、功率调节开关等组成。

它是由石英辐射管为电热元件，利用远红外线加热节能技术，使远红外辐射元件发出的远红外线被物体吸收，直接变为热能而达到取暖目的，同时远红外线又可对人体产生理疗作用。

该取暖器装有2~4支石英管，利用功率开关使其部分或全部石英管投入工作。

石英管由电热丝及石英玻璃管组成。

石英管取暖器的特点是升温快，但供热范围小，易产生明火，且消耗氧气，虽然既往因价格较低销售不错，但已明显呈下降趋势。

电器学原理第一章电器导体的发热计算

电器导体的发热计算实例
常见电器的发热计算
电动机的发热计算：根据电动机的功率、电压和电流计算其电阻和热功率，进而得出其发热量。
照明灯具的发热计算：根据照明灯具的功率和工作时间计算其电阻和热功率，进而得出其发热量。
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电热器的发热计算：根据电热器的功率和工作时间计算其电阻和热功率，进而得出其发热量。
变压器的发热计算：根据变压器的功率、电压和电流计算其电阻和热功率，进而得出其发热量。
计算实例分析
计算过程：通过具体实例展示电器导体的发热计算过程
实例应用：说明该计算实例在电器设计中的应用和意义
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计算结果：给出计算结果的展示和分析
注意事项：强调计算过程中的注意事项和误差分析
导体温度的计算
计算公式：根据电阻、电流和电压计算导体温度考虑因素：导体的电阻率、截面积、长度和环境温度
注意事项：导体温度不应超过允许的最高温度，以确保安全和导体的使用寿命
应用场景：广泛应用于各种电器设备中，如电机、变压器、电缆等
导体发热的限制和保护
限制导体发热的原因：防止过热引起火灾或损坏电器设备保护措施：采用合适的绝缘材料、设置过载保护装置、定期检查维护计算方法：根据电流、电压和电阻等参数计算导体的发热量注意事项：在设计和使用电器时，应充分考虑导体的发热问题，采取相应的措施进行限制和保护
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热阻计算公式：R=L/A*λ，其中R表示热阻，L表示导体的长度，A表示导体的截面积，λ表示导体的导热系数。
添加标题
热阻的意义：热阻是评估电器导体热量传递能力的重要参数，对于电器的安全运行和寿命有重要影响。

电暖器工作原理

电暖器工作原理
电暖器是一种利用电能将电能转化为热能的设备。

其工作原理主要有以下几个方面：
1. 电流通过电暖器的电阻线圈：电暖器内部有一个电阻线圈，当电流通过这个线圈时，电线圈会产生阻尼效应，将电能转化为热能。

2. 电线圈产生的热量传导到散热片：电暖器的外壳通常会有一层散热片，这些散热片能够有效地将电线圈产生的热量传导到外部环境中。

3. 散热片将热量传导给周围空气：通过与周围空气的接触，散热片将电线圈产生的热量传递给周围的空气，使空气温度升高。

4. 空气对流传热：当空气变热后，会变得轻盈，从而形成一个热气流，热气流的运动将热量迅速传递到室内各个角落，使整个空间升温。

需要注意的是，电暖器的发热原理主要是靠电线圈产生的阻尼效应转化为热能，并通过传导和对流的方式将热量传递给室内空气，从而实现升温的目的。

电暖器的效果和功率大小有关，功率越大，产生的热量和温暖的效果就越明显。

电器的发热和电动力

可求得发热时间常数
T
w d
S
2
dt t 0
1
这就是说，在坐标原点作曲线τ (t)
0
的切线与水平线τw相交，其交点
的横坐标便等于发热时间常数T
O
T
2T
3T
t
发热过程 1：τ0=0
2：τ0≠0
其表示的物理意义是：电器在绝热条件下温升达到稳态温升τw所
需的时间。不难证明，当经过T时间，发热体温升上升到稳态温升的63 . 2 %。当经过5T 后．可以认为已达到稳态温升，其误差不大于 1％。
准确计算铁损是非常复杂的，通常进行近似估算。
电介质损耗
电介质在交变电场作用下的损耗功率Pd为：
Pd 2fCU 2tg
式中 C ——电介质的电容 U——施加在电介质上的电压
δ——电介质的介质损耗角
介质损耗角与绝缘材料的品种规格、温度、环境状况以及处理工艺等有关。值一般在10-3～10-4 之间。
1.3.3 辐射
热辐射是发热体的热量以电磁波的形式转移的过程。
热辐射能穿越真空和气体而传递热量，但不能透过固体和液体物质。热辐射以红外线传递的热量为最大；可见光电磁波传递的热量为最小。
根据斯蒂芬一波尔茨蔓定律，当发热体辐射表面面积比吸收辐射热的受热体表面面积小得多时，发热体单位表面面积的热辐射功率为：
电器脱离电源后就开始冷却。当切断电源后，P=0，故式（1-24）将变为
0cm d K TSdt
上式移项后积分得：
C2et/T(C)（1-33）
由于t=0时，τ=τw，故积分常数 C2=τw。因此，冷却过程的方程为
wet/T
P et/T KTS
它使导体的有效截面减少，使等效电阻值增大。

《城市轨道交通车辆电气设备》电器基本常识

凡是根据外界特定信号，自动或手动地接通和
分断电路，对电路或非电量对象起控制、调整、保
护及检测作用的电工设备，称之为电器。
根据这个定义，电机(包括发电机与电动机)和一
般的负载不应属于电器的范畴。
一、认知电器
1.电器的定义及分类
（1）按用途分类
① 开关电器
② 控制电器
③ 保护电器
④ 调节电器
⑤ 仪用变流和变压器
数则越高。
二、电器的发热与散热
3. 间断工作制(反复短时工作制)
间断工作制：指电器在通电和断电周期循环下的工作过
程。
此图说明了间断工作制的发热过程，以t1表示通电发热
时间，t2表示断电冷却时间。t=t1+t2称为工作周期。通过分
析可得其功率过载倍数、电流过载倍数分别为
Pd t

Pe t1
Id
t

Ie
根据能量平衡原理，得能量平衡公式为：
Pdt=cGdτ+KTSτdt
式中：
Pdt——在dt时间内电器总的发热量；
KTSτdt——在dt时间内电器的散热量；
cGdτ——加热电器本身的热量。
二、电器的发热与散热
1. 长期工作制时电器的发热
通过计算可得：

t
P

1 e
K TS

cG
14. 车辆分机。
A车继电器柜布置图
一、认知电器
（2）按操作方式分类
① 手动电器
② 自动电器
（3）按接入电路电压分类
自动电器、高压电器
① 高压电器
② 低压电器
手动电器、低压电器
一、认知电器
（4）按电器执行功能分类

电器设备发热的原因

电器设备发热的原因电器设备在工作的时候，由于电流、电压的作用，将产生电阻损耗发热、铁损发热。

允许负荷下的发热在电器设备的运行故障中占很大比重，是电器设备的主要故障之一。

发热故障会导致电气设备的绝缘热击穿、导体连接部位的热变形、甚至熔焊，严重危及电气设备的安全运行。

根据焦耳定律可知造成设备发热的原因有两个：电流和电路的电阻。

电气设备运行时电流增大的主要原因是短路引起的电流增大。

电路运行时贿赂电阻增大的主要原因：导体连接部位的压紧螺栓或压紧弹簧的压紧力不恰当，导致连接部位的压紧螺栓部位的接触电阻增大；导体相互连接的接触面不平整，造成接触面的通流量降低、相对正常负荷电阻增大；导体相互连接的接触面氧化、积灰，造成接触面电阻增大；设备存在制造缺陷，个别环节的电气连接方式不正当，造成流通量较小的“卡脖子”环节。

绪论电气设备的发热时我们在工作中不容忽视的一个问题，他不仅影响设备的正常运行，还会导致电气设备的绝缘热击穿、导体连接部位的热变形、甚至熔焊，严重危及电气设备的安全可靠运行。

因此正确认识电气设备发热以及准确的掌握运行中电气设备的温度变化情况，及早发现过热并排除，可以大大减少电力系统的故障和事故同时提高供电的可靠性，保证正常供电电气设备发热会使载流导体和周围介质温度升高，工工作环境恶化，使绝缘老化损坏，导致电气设备的故障或事故。

这种故障或事故往往是引发火灾的直接或间接原因。

电气设备发热原因电气设备在工作的时候，由于电流、电压的作用，将产生电阻损耗发热、介质损耗发热、铁损发热。

允许负荷下的的发热在电气设备的运行故障中占有很大比重，试是电气设备的主要故障之一。

发热故障会导致电气设备的绝缘热击穿、导体连接部位的热变形、甚至熔焊，严重危及电气设备的安全运行。

根据焦耳定律：Q = I2 R T可知造成设备发热的原因有两个：一个电流I ，另一个是电路的电阻R 。

电气设备运行时电流增大的主要原因是短路引起的电流增大。

电气设备运行时回路电阻R增大的主要原因是：导体连接部位的压紧螺栓或压紧弹簧的压紧力不恰当，导致连接部位的压紧螺栓部位的接触电阻增大；导体相互连接的接触面不平整，造成接触面的通流量降低、相对正常负荷电阻R增大；导体相互连接的接触面氧化、积灰，造成接触面电阻增大；设备存在制造缺陷，个别环节的电气连接方式不正当，造成流通量较小的“卡脖子”环节。

发电厂电气部分第2章导体的发热、电动力及开关电器的灭弧原理

一．概述
气两种工作状态：
部
➢ 正常工作状态
分
➢ 短路工作状态
—
第引起发热的原因：
二
➢ 电阻损耗
章
➢ 介质损耗
➢ 磁滞及涡流损耗
发电第一节导体的发热和散热——概述
厂电
发热对电器的不良影响：
气
➢ 机械强度下降
部
➢ 接触电阻增加
分
➢ 绝缘性能下降
—
第二
允许温度限值
➢ 正常工作：70℃
式中，T—非周期分量的等效时间。
特别地：
① 当tk大于1秒时可以不计非周期分量； ② 对无限大电源供电网络，Qp I2tk
发电
第五节导体的短路电动力
厂电气
导体通过短路电流时，相互之间的作用力称为电动力。
部研究的目的是在短路冲击电流所产生的电动力作
分
用下，确定导体（或电器）能否承受这一电
第二章
实际计算中，当f1较高或较低时，均取β=1；当f1在中间范围内（30～160Hz）时，
则取曲线中的β值。
例2-3
发电第七节开关电器中电弧的产生及熄灭
厂电
一．电弧现象
气
电弧的产生不可避免，它是介质被击穿的放电现象。
部主要特征：
分
① 电弧是一种能量集中、温度很高、亮度很强的放电现象；
分
I 2Rdt mcd Fdt
—
可变为：
第二章
dt

mc
F I
2R
d
当时间由0→t时，温升由τi →τ，积分得：
t mc ln F I 2R F Fi I 2R

电器的发热与电动力

电场是由电荷产生的力场，电荷在电场中受到力的作用。
电流是电荷在电场中定向移动形成的运动，电流的大小和方向可以用电流强度和电流方向来表示。
电场和电流之间存在相互作用，电流在电场中受到力的作用，同时也会产生磁场。
磁场与力
磁场是由电流产生的力场，磁场对电流产生力的作用。
磁场的方向可以用右手定则来判断，右手大拇指指向电流方向，其余四指弯曲的方向就是磁场方
电磁铁
利用磁场对铁磁物质的吸引力实现力的传递和
转换。
03 电器的热设计
导热原理与材料
导热原理
导热是物体内部热量自发传递的物理过程。导热速率与材料导热系数、温度差和传热面积成正比。
导热材料
常见的导热材料包括金属、石墨烯、陶瓷等。金属的导热系数较高，但陶瓷在高温和腐蚀环境下具有较好的稳定性。
智能控制
采用传感器和控制器，根据实际需求调整电器的工作状态，
实现节能。
维护与保养
定期对电器进行维护和保养，保持其良好的工作状态。
05 案例分析
家用电器发热与节能设计
家用电器在工作过程中会产生热量，如果热量不能及时散发，会导致电器过热，影响其正常工作。因此，节能设计中的热管理至关重要。
节能设计通常采用高效的散热材料和结构，如散热片、风扇等，以加快热量的散发。此外，节能设计还会考虑电器的功率和能效，以减少不必要的热量产生。
散热器的设计
散热器的作用
散热器是用于将电器产生的热量传递到周围环境中，以保持电器正常工作温度。
散热器的设计要点
散热器的设计需要考虑散热面积、散热介质、气流组织等因素，以提高散热效率。
热管理的优化
热管理的重要性
热管理对于电器的性能和寿命至关重要，过热可能导致电器性能下降或损坏。

防爆配电柜发热散热诚况怎样解决

防爆配电柜发热散热诚况怎样解决介绍随着工业技术的不断进展，防爆配电柜被广泛应用于石化、化工、建筑、医药等行业。

防爆配电柜在运行过程中会产生确定的热量，假如不适时散热，会严重影响设备的运行安全和寿命。

因此，针对防爆配电柜的发热散热诚况，做好相应的解决措施显得尤为紧要。

本文将介绍防爆配电柜的发热原因、散热问题，以及一些解决方案，以供使用者参考。

防爆配电柜发热原因防爆配电柜在运行过程中会随着电流通过而发热。

防爆配电柜内部的电器设备、电线等也会由于电阻、磁阻等因素而产生热量。

此外，一些使用不当的情况也可能导致防爆配电柜发热，如长时间的超负荷运行、长时间的高温环境下使用等。

防爆配电柜散热问题假如防爆配电柜发热过多，会对设备的正常运行产生安全隐患，甚至可能损坏设备。

防止这种情况的发生，需要针对防爆配电柜的散热问题进行探讨和解决。

防爆配电柜的散热方式紧要有自然冷却和强制通风两种方式：自然冷却自然冷却是利用防爆配电柜外壳表面与空气接触进行热交换，使内部热量向外传递的一种散热方式。

防爆配电柜的外壳通常接受金属材料，通过加大散热面积和更改外壳表面的形状，可以有效地提高自然冷却本领。

强制通风强制通风是通过风扇或气流等方式，加速空气流动，以提高散热效果的一种散热方式。

相比于自然冷却，强制通风方式具有更高的散热效率，尤其是在高温环境下使用时效果更为显著。

解决方案依据防爆配电柜的发热散热诚况，常用的解决方案如下：加添散热面积在防爆配电柜外壳上钻孔或安装散热片等附件，以加添散热面积。

改良散热方式将防爆配电柜的散热方式由自然冷却改为强制通风，或者同时接受自然冷却和强制通风两种方式，以提高散热效果。

选用散热效果好的材料选择散热效果好的金属材料，如铝、铜等，以加快热量传递和提高散热效率。

加添散热设备在防爆配电柜内部安装散热风扇等散热设备，以加强散热效果。

加强防水防尘措施防爆配电柜所处的环境可能存在雨水、灰尘等危害因素，应实行加强防水和防尘措施的方式，以维持散热设备的正常运行。

电热风扇原理

电热风扇原理
电热风扇是一种电器，可以通过加热空气来产生热风。

它的工作原理基于电能转化为热能的过程。

电热风扇内部有一个电热丝，通电后会发热。

这个电热丝通常由金属材料制成，具有较高的电阻率，电流通过时会产生较大的热量。

电热丝的两端连接着电流源，通常是一根电线。

当电热丝通电时，电流通过电热丝，电能被转化为热能。

电热丝发热后，它的周围空气也会被加热，形成热风。

这个热风通过电热风扇的扇叶被推进，从而产生热风的流动。

电热风扇通常有一个开关，可以控制电热丝通电和断电。

当需要使用电热风扇时，打开开关，电热丝开始发热，热风被扇叶推出。

反之，关闭开关，电热丝停止发热，热风停止产生。

电热风扇在家庭和办公场所广泛使用，可以在冬天提供额外的取暖，也可以在夏天加速室内空气的循环。

在使用电热风扇时，需要注意安全，避免触及电热丝和防止过热。

同时，应该定期清洁电热风扇，以保持其正常工作和延长使用寿命。

发热用电器的原理

发热用电器的原理
发热用电器的原理是利用电能转化为热能。

主要有两种类型的发热用电器：电阻加热和电感加热。

1. 电阻加热：电阻加热器包含一个电阻丝或电阻器，当电流通过电阻丝或电阻器时，电阻丝或电阻器的阻值会导致电流通过产生热量。

这种热量通常是通过电阻丝或电阻器的材料发出的，然后传递给周围环境。

2. 电感加热：电感加热器包含一个电磁线圈，当通过电磁线圈的电流变化时，会产生磁场。

这个磁场可以通过靠近电磁线圈的物体（通常是金属）产生涡流，而涡流的能量损耗将转化为热能。

电感加热器的工作原理类似于变压器中的次级线圈。

无论是电阻加热还是电感加热，都是通过电能转化为热能来产生热量的。

这些发热用电器被广泛应用于暖气、电炉、热水器、炙烤炉等领域。