第六章导体的发热及电动力计算

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（R j）；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(K f)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。

六、导电回路电动力和发热设计1电力设备电气绝缘国家重点实验室西安交通大学吴翊杨飞纽春萍荣命哲wuyic51@yfei2007@电器在指定的电路中，在一定时间内能承受短路电流（或规定的等值电流）的热效应而不发生热损坏的能力。

4热稳定性动稳定性电器的稳定性电器能够承受短路电流的电动力作用而不发生损坏的能力。

a内容计算原理2设计目的1调节措施4计算方法3导电回路电动力和发热设计开关电器的动稳定性和热稳定性当电流通过导体时，会在其周围产生磁场，磁场中的其他载流导体受到该磁场的作用而产生电动力，该电动力的大小与载流导体之间的间距和电流的大小有关。

任何运行的设备或线路的载流导体之间都会有电动力的存在，当短路故障发生时，由于电动力与电流瞬时值的平方成正比，该电动力将是正常运行状态的数倍甚至几十倍，这样就会造成设备或线路的机械损伤，若断路器的动稳定性不高，就可能引发严重后果。

目前通常设计方案：通过复杂的电动力计算，并结合计算机软件辅助设计，保证系统中的所有器件都要具有足够的动稳定性。

a 电路电流的电动力效应出于全选择性保护的需要，要求断路器在指定短路时间内能承受短路电流产生的电动力作用且不动作，此动稳定性用短时耐受电流Icw 来表征。

电动稳定性是开关电器性能上的主要指标，计算和设计短路电流下电动力的大小和影响因素也就显得特别重要。

一方面，过小的触头终压力无法保证短时耐受能力，另一方面，触头终压力设计过大会降低触头开断速度，也会影响开关的寿命。

因此，导计算电回路电动力并合理设触头终压力对于提高开关电器性能具重要意义。

a 1.1计算目的对电动斥力进行较为准确的计算具有重要意义。

具体来说：例如ACB 斥开时边缘的动触头易发生烧焊。

通过对电动斥力较为准确的计算，可以很好的解释其中一些试验现象；其次，电动斥力计算分析的结果可以为设计新触头系统提供参考，利用其计算结果对新产品的设计进行指导，可大大缩短产品开发周期，降低开发成本，提高产品性能。

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（R j）；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(K f)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。

电气设备的发热和电动力计算知识培训1. 引言在电气设备的设计和运行过程中，了解电气设备的发热和电动力计算是至关重要的。

发热是电气设备产生的能量转化为热能的过程，而电动力计算是评估电气设备所需的电动力的过程。

本文将详细介绍电气设备的发热和电动力计算的基本知识，并为读者提供培训，以帮助他们深入了解和掌握这些重要的概念。

2. 电气设备的发热计算2.1 发热机制电气设备的发热主要是由以下几个机制引起的：•电阻发热：当电流通过电气设备时，电阻会产生一定的热量。

这是由于电阻中导电材料的阻力导致的能量损耗。

•磁性发热：在电气设备中，当电流通过具有磁性的元件（如电动机、变压器）时，磁性材料中的磁导能量转化为热能。

•对流发热：电气设备在运行过程中会与周围空气接触，空气对设备的表面进行冷却，并带走一定的热量。

2.2 发热计算方法为了评估电气设备的发热情况，可以使用以下方法进行计算：•预测计算方法：基于电路理论和电气设备的参数，通过计算电流、电压和电阻等因素，预测设备在不同工作条件下的发热情况。

•实验测量方法：通过实验测量设备的温度和功率消耗，以确定设备的发热量。

•数值模拟方法：使用计算机模拟软件（如有限元分析软件）对电气设备进行数值模拟，以评估设备的温度分布和发热情况。

3. 电动力计算3.1 电动力的概念电动力是指电气设备所需的电力，用于驱动设备的运行。

电动力的计算是评估设备所需的电能量的过程。

3.2 电动力计算方法电动力的计算可以使用以下方法进行：•容性负载计算：对于电容性负载，可以使用电容器的电容值和电压来计算所需的电动力。

•电感性负载计算：对于电感性负载，可以使用电感器的感值和电流来计算所需的电动力。

•阻性负载计算：对于阻性负载，可以使用电阻的阻值和电流来计算所需的电动力。

4. 培训和实践为了帮助读者更好地理解电气设备的发热和电动力计算知识，下面是一些培训和实践建议：•参加相关的培训课程：有关电气设备的发热和电动力计算的培训课程可以帮助您深入了解和掌握相关的知识和技能。