章常用计算资料下载.pdf

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短时最高允许温度：

200（硬铝及铝锰合金）（硬铝及铝锰合金）300（硬铜）（硬铜）-主要决定于短时发热过程中导体机械强度的大小、介质绝缘强度的大小主要决定于短时发热过程中导体机械强度的大小、介质绝缘强度的大小热量的耗散有热量的耗散有对流、辐射和导热对流、辐射和导热三种形式。

三种形式。

二、导体的发热和散热二、导体的发热和散热热平衡方程式热平衡方程式式中式中QR-单位长度导体电阻损耗的热量，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，单位长度导体吸收太阳日照的热量，W/m;

Q1-单位长度导体的对流散热量，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，单位长度导体向周围介质辐射散热量，W/m;

QR+Qt=Q1+Qf+Qd导体的发热来自导体电阻损耗的热量。

导体的发热来自导体电阻损耗的热量。

1.导体电阻损耗的热量导体电阻损耗的热量QR单位长度的导体，通过母线电流单位长度的导体，通过母线电流Iw时，时，QR=I2wRac（W/m）1（20）twacfRKS（/）m导体的导体的集肤效应系数集肤效应系数Kf与电流的频率、导体的形状和尺寸有关。

矩形导体的集肤效应系数，如图与电流的频率、导体的形状和尺寸有关。

矩形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，如图所示。

圆柱及圆管导体的集肤效应系数，如图3-2所示。

图中所示。

图中f为电源频率，为电源频率，Rdc为为1000m长导体的直流电阻。

长导体的直流电阻。

常用电工材料的常用电工材料的电阻率电阻率及及电阻温度系数电阻温度系数t，如表，如表3-1所示。

所示。

图图3-1矩形导体的集肤效应系数图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圆柱及圆管导体的集肤效应系数凡安装在凡安装在屋外屋外的导体应考虑日照的影响。

对于的导体应考虑日照的影响。

对于圆管型导体圆管型导体2.导体吸收太阳辐射的热量导体吸收太阳辐射的热量QtQt=EtAtFtEtAtD（W/m）式中式中Et-太阳辐射功率密度，太阳辐射功率密度，W/m2,我国取我国取Et=1000W/m;

At-导体的吸收率，对铝管取导体的吸收率，对铝管取At=0.6Ft-单位长度导体受太阳照射面积，单位长度导体受太阳照射面积，m2D-导体的直径，导体的直径，m。

对于屋内导体，因无日照的作用，这部分热量可忽略不计。

式中式中1-对流散热系数，对流散热系数，W/（m2）；

）；

w-导体温度，导体温度，0-周围空气温度，周围空气温度，Fl-单位长度导体散热面积，单位长度导体散热面积，m2/m。

3.导体对流散热量导体对流散热量Ql由气体各部分发生相对位移将热量带走的过程，称为由气体各部分发生相对位移将热量带走的过程，称为对流对流。

由于对流条件不同，分为。

由于对流条件不同，分为自然对流自然对流和和强迫对流强迫对流两种情况：

两种情况：

W/m）（）（l0wllFQFl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少。

与导体尺寸布置方式等因素有关。

屋内自然通风或屋外风速小于屋内自然通风或屋外风速小于0.2m/s，属于自然对流散热。

，属于自然对流散热。

（1）自然对流散热）自然对流散热C）W/（m）（5.1235.00wl）（221lAAFDFl单条导体圆管导体单条导体圆管导体其中其中1000,100021bAhAW/m）（）（5.1l35.10wlFQ屋外配电装置屋外配电装置中的管型导体，常受到大气中风吹的作用，风速越大，空气分子与导体表面接触的数目增多，对流散热条件就越好，因而形成强迫对流散热。

中的管型导体，常受到大气中风吹的作用，风速越大，空气分子与导体表面接触的数目增多，对流散热条件就越好，因而形成强迫对流散热。

u10.65uNDVDN0.13式中式中-空气的导热系数，当气温为空气的导热系数，当气温为20时，时，=2.5210-2W/（m）；

D-圆管外径，圆管外径，m；

Nu-努谢尔特准则数，是传热学中表示对流散热强度的一个数据；

努谢尔特准则数，是传热学中表示对流散热强度的一个数据；

V-风速，风速，m/s；

-空气的运动黏度系数，当空气温度为空气的运动黏度系数，当空气温度为20时，时，=15.710-6m2/s。

（2）强迫对流散热）强迫对流散热（3-7）如果风向与导体不垂直，二者之间有一夹角如果风向与导体不垂直，二者之间有一夹角，则式（，则式（3-7）须乘以修正系数）须乘以修正系数。

其值为。

其值为=A+B（sin）n当当024时，时，A=0.42,B=0.68,n=1.08；

当；

当240.1stk0.1sT（s）短路点短路点非周期分量的等效时间非周期分量的等效时间Tainbrbrprktttttt短路时间短路时间保护动作时间保护动作时间断路器的全开断时间断路器的全开断时间燃弧时间燃弧时间断路器固有分闸时间断路器固有分闸时间例例3-2铝导体型号为铝导体型号为LMY-1008，正常工作电压，正常工作电压UN10.5kV，正常负荷电流，正常负荷电流Iw1500A。

正常负荷时，导体的温度。

正常负荷时，导体的温度w46oC，继电保护动作时间，继电保护动作时间tpr1s，断路器全开断时间，断路器全开断时间tbr0.2s，短路电流，短路电流I28kA，I0.6s22kA，I1.2s20kA。

计算短路电流的热效应和导体的最高温度。

例例3-2铝导体型号为铝导体型号为LMY-1008，正常工作电压，正常工作电压UN10.5kV，正常负荷电流，正常负荷电流Iw1500A。

解解

（1）计算短路电流的热效应）计算短路电流的热效应brprkttt）（2.12.01s）10（122222kkttkpIIItQ）20221028（122.1222因为因为tk1.2s1s，非周期分量，非周期分量Qnp略去不计略去不计pkQQ）sA（104.60226）sA（104.60226例例3-2铝导体型号为铝导体型号为LMY-1008，正常工作电压，正常工作电压UN10.5kV，正常负荷电流，正常负荷电流Iw1500A。

解解

（2）计算导体的最高温度再由）计算导体的最高温度再由f（A）曲线查得对应）曲线查得对应Ah的温度的温度16621035.0104.6021000810001001）mJ/（1035.0416wAwkhAQSA21则则）mJ/（104441.0416因为因为w46oC，由，由f（A）曲线查得）曲线查得h60oC200oC满足热稳定要求满足热稳定要求短路时，导体温度高，还受到电动力作用，当导体和电气设备机械强度不够时，将会变形或损坏。

短路时，导体温度高，还受到电动力作用，当导体和电气设备机械强度不够时，将会变形或损坏。

必须研究短路电流产生电动力的大小和特征，以便选用适当强度的导体和电气设备，保证足够的必须研究短路电流产生电动力的大小和特征，以便选用适当强度的导体和电气设备，保证足够的动稳定动稳定，必要时采取限制短路电流的措施。

载流导体位于磁场中，要受到磁场力的作用，这种力称为，必要时采取限制短路电流的措施。

载流导体位于磁场中，要受到磁场力的作用，这种力称为电动力电动力。

第三节载流导体短路时电动力计算一、计算电动力的方法一、计算电动力的方法1、毕奥沙瓦定律法1、毕奥沙瓦定律法liBFdsindLliBF0dsin由左手定则确定电动力的方向。

由左手定则确定电动力的方向。

dldFiB2.两条平行导体间的电动力计算两条平行导体间的电动力计算ai210lBiFdsind12Laii217102载流导体载流导体2在在dl上所受的电动力为上所受的电动力为设载流导体设载流导体1中的电流中的电流i1在导体在导体2处所产生的磁感应强度为处所产生的磁感应强度为laiidsin102217laiiFd102L0217所以有所以有101HBai17102i1和和i2反向时，两条导体间产生排斥力；

同向时产生吸引力。

反向时，两条导体间产生排斥力；

217102iiaLKFK-形状系数形状系数圆形导体：

圆形导体：

K=1槽形导体：

见表槽形导体：

见表3-4矩形导体：

见图矩形导体：

见图3-1811Khb，1趋近于增大，Kbhba1）计算矩形导体相间电动力时不需要考虑计算矩形导体相间电动力时不需要考虑K2）计算矩形导体同相条间电动力时必须考虑计算矩形导体同相条间电动力时必须考虑K注意：

注意：

考虑截面因素时两载流导体间的电动力考虑截面因素时两载流导体间的电动力二、三相导体短路时的电动力二、三相导体短路时的电动力三相短路时三相短路时）（1027CBBABCBABiiiiaLFFF）5.0（1027CABAACABAiiiiaLFFF1.电动力的计算电动力的计算中间相电动力边相电动力中间相电动力边相电动力如不计短路电流周期分量的衰减，三相短路电流为如不计短路电流周期分量的衰减，三相短路电流为：

sin）sin（3ATtAmAaetIi）32sin（）32sin（3ATtAmBaetIi）32sin（）32sin（3ATtAmCaetIi）3422sin（23）342sin（3）342sin（23102227AATtATtmBtteeIaLFaa）6122cos（43）612cos（23cos43）612cos（438383102227ATtATtAmAtetteIaLFaa2.最大电动力最大电动力：

FA的最大值出现在固定分量和非周期分量之和