导体载流量计算公式PPT课件
导线载流量计算公式
导线载流量计算公式
导线载流量是指导线可以承受的最大电流。
它是电力系统设计和运行中非常重要的参数，正确计算导线载流量可以保证电力系统的安全稳定运行。
下面将介绍导线载流量的计算公式。
导线载流量计算公式可以使用安全载流量法：I=K*S
其中，I表示导线的载流量（单位：安培A），K是载流量系数，S代表导线的截面积（单位：平方毫米mm²）。
具体计算步骤如下：
1. 确定导线材料和规格：根据导线所用材料（如铝、铜等）和导线的型号、直径或截面积确定导线材料参数，并将导线截面积转换为平方毫米。
2. 查找载流量系数：根据导线的材料、环境温度、敷设方式等因素，在电力行业标准或相关手册中查找对应的载流量系数K。
3. 计算载流量：根据公式I=K*S，将K和S代入公式计算得到导线的载流量。
需要注意的是，不同导线在相同条件下具有不同的载流量。
因此，在实际计算中，需要根据导线参数和环境条件，选择合适的载流量系数K。
同时，导线的载流量也要满足系统电压损耗、导线发热和电流稳定等方面的要求。
综上所述，导线载流量可以通过公式I=K*S来计算。
准确计算导线载流量有助于保证电力系统的安全运行和提高电网的可靠性。
导体载流量计算方式
我们按最小导电率计算导体载流量的数据：I=S×j=4000×1=4000A
2.中心导体的设计
按照额定电流大小及运行电流密度的选择导体截面。
铜管：j=2.2-2.5A/mm2，散热条件好的部位可取较大值；
导电率≥55%铝管，j=1.2-1.35A/ mm²；导电率≤45%铝管，j=1A/ mm²
导体载流量I=S×j
导体直径取φ100，考虑到导体载流的肌肤效应，取导体有效厚度为30mm
导体载流量计算方式
1.导体截面积：
S=
S为导体截面积，单位：mm²
I为短时耐受电流，单位：A（本次取50KA）
单位为 0.5表示并按下列规定：
铜取13铝取8.5
铁取4.5铅取2.5
t：电流通过时间，单位s（一般为0.2～5s）
Δθ为温，Δθ可增加到215K
3.1导体载流量和运行温度计算-河海大学
导体的稳定温升W
初始时刻的温升 K
任意时刻t的温升
A A t t I 2R mc mc 0 (1 e ) ( s 0 )e A
W (1 e
影响长期发热最高允许温度的因素主 要是保证导体接触部分可靠地工作。
导体的短时最高允许温度，对硬铝及铝锰合金
可取+200℃，硬铜可取+300℃
影响短时发热最高允许温度的因素主要是机械强度和带 绝缘导体的绝缘耐热度（如电缆），机械强度的下降还
与发热持续时间有关，发热时间越短，引起机械强度下 降的温度就越高，故短时发热最高允许温度远高于长期 发热最高允许温度。
ห้องสมุดไป่ตู้
时，由电阻损耗产生的热量：
Q R I Rac
2 W
其中Rac为导体的交流电阻
Rac K s
[1 t ( w 20)]
S
Rac K s
[1 t ( w 20)]
S
导体的集肤系数Ks与电流的频率、导体的形状和尺 寸有关。 导体温度为20℃时的直流电阻率ρ， Ω ·mm2/m 电阻温度系数 t ， ℃-1 导体的运行温度 w ， ℃ 导体截面积S，mm2
的热量及吸收太阳热量之和应等于导体辐射散 热和空气对流散热之和（由于空气导热量很小， 因此裸导体对空气的导热可以忽略不计）：
Q R Qt Q l Q f
导体电阻损 耗的热量
导体辐射 散热量
导体吸收太阳 辐射的热量
导体对流 散热量
单位：W/m
1.导体电阻损耗的热量
单位长度的导体，通过有效值为Iw 的交流电流
导体载流量和运行温度计算
QR Qt Ql Q f
式中 QR– 单位长度导体电阻损耗的热量,W/m; Qt– 单位长度导体吸收太阳日照的热量,W/m; Ql– 单位长度导体的对流散热量,W/m; Qf– 单位长度导体向周围介质辐射散热量,W/m;
第一节 导体载流量和运行温度计算 二.导体的发热和散热
《发电厂电气主系统》
《发电厂电气主系统》
第三章 常用计算的 基本理论和方法
第一节 导体载流量
和运行温度计算
第一节 导体载流量和运行温度计算
《发电厂电气主系统》
第三章 常用计算的基本理论和方法
教学内容
本节教学内容
一、概述 二、导体的发热和散热
三、导体载流量的计算
首页
第一节 导体载流量和运行温度计算 一.概述
《发电厂电气主系统》
Fd－导热面积（m2）；
－物体厚度（m）； 1、2－分别为高温区和低温区的温度（℃）。
第一节 导体载流量和运行温度计算 三、导体载流量的计算
《发电厂电气主系统》
第三章 常用计算的基本理论和方法
三. 导体载流量的计算
1、导体的温升过程 导体的温度由最初温度开始上升，经过一段时间后达到 稳定温度。导体的升温过程，可按热量平衡关系来描述。 导体散到周围介质的热量，为对流换热量QI与辐射换热 量Qf之和（一般导热量很小可以忽略），这是一种复合换热。 工程上为了便于分析与计算，常把辐射换热量表示成与对流 换热量相似的计算形式，故用一个总换热系数w来包括对流 换热与辐射换热的作用，即
第三章 常用计算的基本理论和方法
第一节 导体载流量和运行温度计算 一、概述
1）当电流通过导体时，在导体电阻中所产生的电阻损耗。 2）绝缘材料在电压作用下所产生的介质损耗。 3）导体周围的金属构件，特别是铁磁物质，在电磁场作 用下，产生的涡流和磁滞损耗。 发热的分类 （1）长期发热：导体和电器中长期通过正常工作电流所引 起的发热。 （2） 短时发热：由短路电流通过导体和电器时引起的发热。
载流量的计算公式
载流量的计算公式
电缆载流量计算公式是：P=1.732UIX0.8。
一般铜线载流量是：2.5平方毫米铜电源线的安全载流量28A。
4平方毫米铜电源线的安全载流量35A。
6平方毫米铜电源线的安全载流量48A。
10平方毫米铜电源线的安全载流量65A。
16平方毫米铜电源线的安全载流量91A。
25平方毫米铜电源线的安全载流量120A。
选择导线的原则：
1、近距离按发热条件限制导线截面（安全载流量）。
2、远距离在安全载流量的基础上，按电压损失条件选择导线截面，要保证负荷点的工作电压在合格范围。
3、大负荷按经济电流密度选择。
4、安全载流量还要根据导线的芯线使用环境的极限温度、冷却条件、敷设条件等综合因素决定。
发电厂电气部分课件-第三章 第1节 导体载流量和运行温度计算
第一节
导体载流量和运行温度计算
·7·
五、大电流封闭母线的发热和散热
1．全连式分相封闭母线 z 母线由铝管作成，每相母线各封装在单独的外壳内 z 外壳两端用短路板连接起来 2．分相封闭母线的优点 ① 运行可靠性高 ② 短路时母线相间电动力大大降低 ③ 母线附近钢构的发热大大减少 ④ 安装和维护工作量均小 3．分相封闭母线的缺点 ① 母线散热条件较差 ② 外壳上产生损耗 ③ 金属消耗量增加 4．分相封闭母线的发热 ① 母线本身发热 ② 母线外壳发热 5．分相封闭母线的散热 ① 母线的散热：包括向外壳辐射散热和对流散热 ② 外壳的散热：包括对周围空气的辐射散热和自然对流散热
θ
解得
设开始温升为 τ k = θ k − θ 0 ，对应于时间 t 的温升为 τ = θ − θ 0 ，代入上式，可得
−
αwF
mc
t = ln
I 2 R − α w Fτ I 2 R − α w Fτ k
αwF
mc t
− I 2 R − α w Fτ = e I 2 R − α w Fτ k
I 2 R − α w Fτ = [ I 2 R − α w Fτ k ]e
2
·5·
当时间 t→∞时，导体的温升趋于稳定值 τ w ，故稳定温升为
τw
令 Tr =
I 2R = αwF
பைடு நூலகம்
τ
t − ⎛ Tr ⎜ τ = τ w 1− e ⎜ ⎝
mc ——导体的热时间常数。则有 αwF
t − ⎛ Tr ⎜ τ = τ w 1− e ⎜ ⎝ t − ⎞ ⎟ + τ e Tr ⎟ k ⎠
−
αwF
mc
t
第一节
导体载流量
铜线安全载流量计算方法是：2.5平方毫米铜电源线的安全载流量－－28A。
4平方毫米铜电源线的安全载流量－－35A 。
6平方毫米铜电源线的安全载流量－－48A 。
10平方毫米铜电源线的安全载流量－－65A。
16平方毫米铜电源线的安全载流量－－91A 。
25平方毫米铜电源线的安全载流量－－120A。
如果是铝线，线径要取铜线的1.5-2倍。
如果铜线电流小于28A，按每平方毫米10A来取肯定安全。
如果铜线电流大于120A，按每平方毫米5A来取。
导线的截面积所能正常通过的电流可根据其所需要导通的电流总数进行选择，一般可按照如下顺口溜进行确定：十下五,百上二, 二五三五四三界,柒拾玖五两倍半,铜线升级算.给你解释一下,就是10平方一下的铝线,平方毫米数乘以5就可以了,要是铜线呢,就升一个档,比如2.5平方的铜线,就按4平方计算.一百以上的都是截面积乘以2, 二十五平方以下的乘以4, 三十五平方以上的乘以3, 柒拾和95平方都乘以2.5,这么几句口诀应该很好记吧,说明:只能作为估算,不是很准确。
另外如果按室内记住电线6平方毫米以下的铜线，每平方电流不超过10A就是安全的，从这个角度讲，你可以选择1.5平方的铜线或2.5平方的铝线。
10米内，导线电流密度6A/平方毫米比较合适，10-50米，3A/平方毫米,50-200米，2A/平方毫米，500米以上要小于1A/平方毫米。
从这个角度，如果不是很远的情况下，你可以选择4平方铜线或者6平方铝线。
如果真是距离150米供电（不说是不是高楼），一定采用4平方的铜线。
导线的阻抗与其长度成正比，与其线径成反比。
请在使用电源时，特别注意输入与输出导线的线材与线径问题。
以防止电流过大使导线过热而造成事故。
下面是铜线在不同温度下的线径和所能承受的最大电流表格:铜线： S= IL / 54.4*U`铝线： S= IL / 34*U`式中：I——导线中通过的最大电流（A）L——导线的长度（M）U`——充许的电源降（V）S——导线的截面积（MM2）说明：1、U`电压降可由整个系统中所用的设备（如探测器）范围分给系统供电用的电源电压额定值综合起来考虑选用。
第二章 导 体 载 流
第二章导体载流一、导线载流量的计算口诀1、用途各种导线的载流量（安全电流）通常可以从手册中查找。
但利用口诀再配合一些简单的心算，便可直接算出，不必查表。
导线的载流量与导线的截面有关，也与导线的材料（铝或铜）、型号（绝缘线或裸线等）、敷设方法（明敷或穿管等）以及环境温度（25℃左右或更大）等有关，影响的因素较多，计算也较复杂。
2、口诀铝心绝缘线载流量与截面的倍数关系：10下五，100上二，25、35，四、三界，70、95，两倍半。
①穿管、温度，八九折。
②祼线加一半。
③铜线升级算。
④3、说明口诀是以铝芯绝缘线、明敷在环境温度25℃的条件为准。
若条件不同，口诀另有说明。
绝缘线包括各种型号的橡皮绝缘或塑料绝缘线。
口诀对各种截面的载流量（电流，安）不是直接指出，而是用“截面乘上一定的倍数”来表示。
为此，应当先熟悉民线截面（平方毫米）的排列：1 1.5 2.5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185……生产厂制造铝芯绝缘线的截面通常从2.5开始，铜芯绝缘线则从1开始；祼铝线从16开始，祼铜线则从10开始。
①这口诀指出：铝芯绝缘线载流量，安，可以按“截面数的多少倍”来计算。
口诀中阿拉伯数码表示导线截面（平方毫米），汉字数字表示倍数。
把口诀的“截面与倍数关系”排列起来便如下：……10 16 25 35 50 70 95 120……五倍四倍三倍两倍半二倍现在再和口诀对照就更清楚了。
原来“10下五”是指截面从10以下，截流量都是截面数的五倍。
“100上二”（读百上二）是指截面100以上，载流量都是截面数的二倍。
截面25与35是四倍和三倍的分界处。
这就是口诀“35、35四、三界”。
而截面70、95则为二点五倍。
从上面的排列可以看出：除10以下及100以上之外，中间的导线截面是每两种规格属同一种倍数。
下面以明敷铝芯绝缘线，环境温度这25℃，举例说明：[例1] 6平方毫米的，按“10下五”算得载流量为30安。
第三章 常用计算的基本理论和方法
F 2 10 i1i2 1 L( N / m) a
• 受邻近效应的影响，实际电流il 和i2并非在轴线而是向导体 截面外侧排挤，电流在导体截面上分布不均匀。所以在公式 中应引入一个形状系数K。
第一节 正常运行时导体载流量计 算
导体的集肤效应系数与电流的频率、导体的形状和尺寸有关。矩形截面导体的 集肤效应系数如图3—1所示。圆柱及圆管导体的集肤效应系数如图3—2所示。
图3—1矩形导体的集肤效应系数 图3—2圆柱及圆管导体的集肤效应系数
第一节 正常运行时导体载流量计算
2．导体吸收太阳辐射的热量Qt 吸收太阳辐射(日照)的能量会造成导体温度升高，凡安装在屋外的导体应 考虑日照的影响。
第一节 正常运行时导体载流量计 算
常用电工材料的电阻率ρ及电阻温度系数αt见表3-1。
表3-1 电阻率p及电阻温度系数αt
材料名称 纯铝 铝锰合金 铝镁合金 铜 钢
p(Ω ． · 2／m) mm O．029 OO 0.037 90 O．045 80 O．017 90 O．139 OO
αt(℃-1) O．004 03 O．004 20 O．004 20 O．003 85 O．004 55
(2)短路前后导体温度变化范围很大，电阻和比热容也随温度而变，故也
不能作为常数对待。 根据短路时导体发热的特点，当时间由0到td(td为短路切除时间)，导体温度由 开始温度θL上升到最高温度θh，其相应的平衡关系经过变换成为
1 i 2 dt mC0 (1 )d 0 1 S 2 kt
第一节 正常运行时导体载流量计算
1．导体电阻损耗的热量QR
←导体的交流电阻
式中：Rdc为导体的直流电阻(Ω／m)；
Kr为导体的集肤效应系数； ρ为导体温度为20 ℃时的直流电阻率(Ω ．mm2／m)； αt为20 ℃时的电阻温度系数(℃-1)； θw为导体的运行温度(℃)； S为导体截面积(mm2)。
载流量的计算
《功率算电流、电源功率计算方法、电缆电流计算》一、一、根据用电设备的功率计算电流（380V 220V三相四线制）（1电力加倍，电流加办注：包括照明电路，所有以千伏安、千乏为单位的用电设备。
（2单相千瓦，4.5A注：于电压更低的单相，口诀中没有提到。
可以取220伏为标准，看电压降低多少，电流就反过来增大多少。
比如36伏电压，以220伏为标准来说，它降低到1/6，电流就应增大到6倍。
（在380/220伏三相四线系统中，单相设备的两条线都接到相线上的，习惯上称为单相380伏用电设备（实际是接在两相上）。
这种设备当以千瓦为单位时，力率大多为1，口诀也直接说明：“单相380，两流两安半”。
）(3单相380V，电流2.5A二、根据用电设备的功率计算电流（高压6千伏~10千伏）（1 10千伏百六，6千伏百十（2有少数工厂还设有额定电压为3千伏的电动机若为千瓦，再加两成注：（有少数工厂还设有额定电压为3千伏的电动机），但也可按上一口诀所介绍的方法，以6千伏为准，电压降为1/2，电流便增大2倍。
（还有一种情况是少数工厂设有35千伏的配电变压器），以6千伏为准，现在电压大约升为6倍，电流便应减为1/6（相当于乘0.17）。
二、一、导体载流量的计算（铝心绝缘线载流量与截面的倍数关系）（1 10下五，100上二，25、35，四、三界，70、95，两倍半（2穿管、温度，八九(3祼线加一半(4铜线升级算注：口诀是以铝芯绝缘线、明敷在环境温度25℃的条件为准。
注：一般电线截面（平方毫米）的排列：1 1.5 2.5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185……二、导体载流量的计算（根据母线厚度和截面推算载流量（1 4—3、8—2、中—2半，10厚以上1.8安（2铜排再乘1.3注：交流情况下二条并列乘0.8，三条并列乘0.7，四条并列乘0.6，直流并列时则一律乘0.9，铜排再乘1.3。
三、导体载流量的计算“（钢母线）（1钢排截面即载流（2 4厚以上八折求（3再加一半通直流三、一、铝芯绝缘导线载流量与截面的倍数关系（1二点五下乘以九，往上减一顺号走注：从4mm’及以上导线的载流量和截面数的倍数关系是顺着线号往上排，倍数逐次减l，即4×8、6×7、10×6、16×5、25×4。
导线载流量计算公式
导线载流量计算公式(共3页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--导线载流量计算根据电流来选截面1．用途各种导线的截流量(安全用电)通常可以从手册中查找。
但利用口诀再配合一些简单的心算，便可直接算出，不必查表。
导线的截流量与导线的截面有关，也与导线的材料（铝或铜）、型号（绝缘线或裸线等）、敷设方法（明敷或穿管等）以及环境温度（25℃左右或更大）等有关，影响的因素较多，计算也较复杂。
2．口诀铝心绝缘线截流量与截面的倍数关系： S（截面）=*D(直径)的平方10下5，100上二，25、35，四三界，70、95，两倍半。
①穿管、温度，八九折。
②裸线加一半。
③铜线升级算。
④3．说明口诀是以铝芯绝缘线、明敷在环境温度25℃的条件为准。
若条件不同，口诀另有说明。
绝缘线包括各种型号的橡皮绝缘线或塑料绝缘线。
口诀对各种截面的截流量（电流，安）不是直接指出，而是用“截面乘上一定倍数”来表示。
为此，应当先熟悉导线截面（平方毫米）的排列：1 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 ．．．．．．．生产厂制造铝芯绝缘线的截面通常从开始,铜芯绝缘线则从1开始；裸铝线从16开始，裸铜线则从10开始。
①这口诀指出：铝芯绝缘线截流量，安，可以按“截面数的多少倍”来计算。
口诀中阿拉伯数字表示导线截面（平方毫米），汉字数字表示倍数。
把口诀的“截面与倍数关系”排列起来便如下：．．．10*5 16、25*4 35 、45*3 70 、95* 120*2．．．．．．现在再和口诀对照就更清楚了，原来“10下五”是指截面从10以下，截流量都是截面数的五倍。
“100上二”是指截面100以上，截流量都是截面数的二倍。
截面25与35是四倍和三倍的分界处。
这就是口诀“25、35四三界”。
而截面70、95则为二点五倍。
从上面的排列可以看出：除10以下及 100以上之处，中间的导线截面是每每两种规格属同一种倍数。
导线载流量计算公式
导线载流量计算公式(共3页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--导线载流量计算根据电流来选截面1．用途各种导线的截流量(安全用电)通常可以从手册中查找。
但利用口诀再配合一些简单的心算，便可直接算出，不必查表。
导线的截流量与导线的截面有关，也与导线的材料（铝或铜）、型号（绝缘线或裸线等）、敷设方法（明敷或穿管等）以及环境温度（25℃左右或更大）等有关，影响的因素较多，计算也较复杂。
2．口诀铝心绝缘线截流量与截面的倍数关系： S（截面）=*D(直径)的平方10下5，100上二，25、35，四三界，70、95，两倍半。
①穿管、温度，八九折。
②裸线加一半。
③铜线升级算。
④3．说明口诀是以铝芯绝缘线、明敷在环境温度25℃的条件为准。
若条件不同，口诀另有说明。
绝缘线包括各种型号的橡皮绝缘线或塑料绝缘线。
口诀对各种截面的截流量（电流，安）不是直接指出，而是用“截面乘上一定倍数”来表示。
为此，应当先熟悉导线截面（平方毫米）的排列：1 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 ．．．．．．．生产厂制造铝芯绝缘线的截面通常从开始,铜芯绝缘线则从1开始；裸铝线从16开始，裸铜线则从10开始。
①这口诀指出：铝芯绝缘线截流量，安，可以按“截面数的多少倍”来计算。
口诀中阿拉伯数字表示导线截面（平方毫米），汉字数字表示倍数。
把口诀的“截面与倍数关系”排列起来便如下：．．．10*5 16、25*4 35 、45*3 70 、95* 120*2．．．．．．现在再和口诀对照就更清楚了，原来“10下五”是指截面从10以下，截流量都是截面数的五倍。
“100上二”是指截面100以上，截流量都是截面数的二倍。
截面25与35是四倍和三倍的分界处。
这就是口诀“25、35四三界”。
而截面70、95则为二点五倍。
从上面的排列可以看出：除10以下及 100以上之处，中间的导线截面是每每两种规格属同一种倍数。
载流量计算PPT.
R
R
屋外导体计及日照 I Ql Qf Qt ( A) R
【例3－1 】
屋内配电装置中装有100mm×8mm的矩形导
体。导体正常运行温度为θw＝70℃，周围空气温 度为θ0＝25℃，计算该导体的载流量。
解： 由式3－20，无风无日照时导体的载流量为
I Ql Qf R
需要分别求出Ql、Qf 和 R。
图3－4(a) 中 Ff 2(A1 A2 )
图3－4(b) 中 Ff 2A1 4A2 2A1(1-)
其中 辐射系数 1 ( A2 A1)2
三条导体的辐射面积，同理可得
Ff 2A1 6A2 4A1(1-)
槽形导体的辐射表面积为
Ff 2( h 2b ) b
圆管导体的辐射表面积为
二、导体的发热和散热 导体产生的热量＝导体耗散的热量
QR QT Ql Qf
QR─ 单位长度导体电阻损耗的热量，W/m QT ─ 单位长度导体吸收太阳日照热量， W/m Ql ─ 单位长度导体对流散热量，W/m Q f ─ 单位长度导体向周围介质辐射散热量， W/m
1. 导体电阻损耗的热量 QR
t
0
dt
mc
wFΒιβλιοθήκη kI2R1
wF (w
0
d[I )
2R
wF (w
0
)]
解，得
t
mc
wF
ln
I 2R wF ( 0 ) I 2R wF (k 0 )
令 k k 0， 0，则
＝ I 2R wF
-
w
F
t
(1- e mc )
-wF t
ke mc
当 t 时，＝ w 则
＝I
w
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
.
9
二、导体的发热和散热
2. 导体吸收太阳辐射的热量Qt
导体的吸收率
Qt EtAtD （W/m）
太阳辐射功率密度 导体的直径
.
10
二、导体的发热和散热
3. 导体对流散热量Ql
由气体各部分发生相对位移将热量带走的过程，称为
对流。
b
Q l l(W0)Fl h
Fl —单位长度导体散热面积， 与导体尺寸、布置方式等因素 有关。导体片（条）间距离越 近，对流条件就越差，故有效 面积应相应减小。
Q l l(W0)Fl
αl －对流散热系数 W/(m2ºC） θW — 导体温度；
θ0 — 周围空气温度。
Fl －导体的散热面积
.
12
二、导体的发热和散热
3. 导体对流散热量Ql
由气体各部分发生相对位移将热量带走的过程，称为
对流。
Q l l(W0)Fl
al — 对流散热系数。根据 对流条件的不同，有不同 的计算公式。
② 机械强度下降：
温度升高 => 材料退火软化
③ 接触电阻增加：
温度升高 => 接触部分的弹性元件因退火而压 力降低，同时接触表面氧化，接触电阻增加，引 起温度继续升高，产生恶性循环
.
4
一、概述
3. 两种工作状态时的发热
① 长期发热：
导体在正常工作状态下由工作电流产生的发热。
② 短时发热：
导体在短路工作状态下由短路电流产生的发热。
bbb h bbbbb
D
Fl D
h
h A1 1000
A2
b 1000
Fl 2(A1A2)
6mm 2A1 当b8mm，Fl 2.5A1A2
10mm 3A14A2
当 b 1 8m m 0m ， mFl 3 4(AA 114A A22)
.
11
二、导体的发热和散热
3. 导体对流散热量Ql
由气体各部分发生相对位移将热量带走的过程，称为 对流。
1. 导体的温升过程
对应时间t内的温升 0
IW 2R F(1em WFct)kem WFct
当时间t很长，温升趋于稳定值
W
I 2R
W F
令
Tr
W F
mc
W (1e T rt)ke T rt
.
17
三、导体载流量的计算
2. 导体的载流量
W
I2R
W F
导体的载流量
IW W FW F (W 0)Q lQ f
第三章 常用计算的基本理论 和方法
.
1
§3.1 正常运行时导体载流量计算
.
2
一、概述
1. 电气设备通过电流时产生的损耗
① 载流导体的电阻损耗
② 绝缘材料内部的介质损耗
热量
③ 金属构件中的磁滞和涡流损耗
电气设备的 温度升高
.
3
一、概述
2. 发热对电气设备的影响
① 绝缘性能降低：
温度升高 => 有机绝缘材料老化加快
导热面积
Qd
Fd
1
2
导热系数 物体厚度
.
15
三、导体载流量的计算
1. 导体的温升过程
QRQcQl Qf
Q lQ f W (W0)F
dt时间内
I2 R d mt cW d (W 0)F （J/m）
I－流过导体的电流A
R－导体的电阻Ω
m－导体的质量kg
c－导体的比热容J/(kg ºC）
.
16
三、导体载流量的计算
(1) 自然对流散热：
l 1.5(W0)0.35
(2) 强迫对流散热：
l
Nu
D
强迫对流风向修正系数： AB(sin)n
强迫对流散热量： Q lN D u(W 0)A [B (si)n n ]D
.
13
二、导体的发热和散热
4. 导体辐射散热量Qf
热量从高温物体以热射线方式传给低温物体的传播过 程，称为辐射。
Q f 5.73 21 7 0 3W 0 42170 300 4F f
ε －导体材料的辐射系数 Ff —单位长度导体的辐射散热面积，依导体形状和布置 情况而定。
.
14
二、导体的发热和散热
5. 导体导热散热量Qd
固体中由于晶格振动和自由电子运动，使热量由高温 区传至低温区；而在气体中，气体分子不停地运动， 高温区域的分子比低温区域的分子具有较高的速度， 分子从高温区运动到低温区，便将热量带至低温区。 这种传递能量的过程，称为导热。
短时发热的特点： 1o）短路电流大，发热量多 2o）时间短，热量不易散出
导体的温度迅速升高
在短路时，导体还受到很大的电动力作用，如果超过
允许值，将使导体变形或损坏。
.
5
一、概述
4. 最高允许温度
正常时：
+70℃； 计及日照+80℃； 表面镀锡+85℃。
短路时：
硬铝及铝锰合金+200℃； 硬铜+300℃。
.
6
二、导体的发热和散热
导体的发热：
导体电阻损耗的热量 导体吸收太阳辐射的热量
导体的散热：
导体对流散热 导体辐射散热 导体导热散热
.
7
二、导体的发热和散热
稳态时：
QR+Qt=Ql+Qf
QR －单位长度导体电阻损耗的热量 Qt －单位长度导体吸收的热量 Ql －单位长度导体的对流散热量 Qf －单位长度导体的辐射散热量
.
8
二、导体的发热和散热
1. 导体电阻损耗的热量QR
QR IW 2 Rac （W/m）
Rac[1t(S W2)0]Kf （Ω/m）
ρ －导体温度为20 ºC的直流电阻率Ωmm2/m αt －导体温度系数 ºC－1 θ －导体温度 ºC S －导体的截面积mm2 Kf －导体的集肤效应，导体的集肤效应系数Kf与电 流的频率、导体的形状和尺寸有关。
R
R
R
考虑到日照影响： I Ql Qf Qt R
.
18
三、导体载流量的计算
2. 导体的载流量
➢ 为提高导体的载流量，应采用电阻率小 的材料。 ➢ 导体的形状不同，散热面不同。 ➢ 导体的布置方式不同，散热效果不同。
.
19