《发电厂电气部分》课程教学资源（学习课件）02 载流导体的发热和电动力

第二章载流导体的发热和电动力 本章主要讲授内容 >正常运行时导体载流量计算 >载流导体短路时发热计算 >载流导体短路时电动力计算

第二章 载流导体的发热和电动力 本章主要讲授内容 正常运行时导体载流量计算 载流导体短路时发热计算 载流导体短路时电动力计算

概述 导体和电器运行中的两种状态： 冬正常工作状态：U>IN 短时间内，导体要承受短时发热和电动力的作用 导体正常工作时，产生的各种损耗（电阻损耗，介质 损耗，涡流和磁滞损耗)变成热能使导体的温度升高， 带来不良影响，如机城强度下降，接触电阻增加，绝 缘性能降低等

一、概述 导体和电器运行中的两种状态： 正常工作状态： U＜UN I＜IN 可以长期安全经济的运行 短路工作状态： Id＞＞IN 短时间内，导体要承受短时发热和电动力的作用 导体正常工作时，产生的各种损耗(电阻损耗，介质 损耗，涡流和磁滞损耗）变成热能使导体的温度升高， 带来不良影响，如机械强度下降，接触电阻增加，绝 缘性能降低等

概述 短路时间虽然不长，但电流大，因此发热量也很大， 造成导体迅速升温。同时，导体还受到电动力的作用， 若超过允许值，将会使导体发生变形或损坏。 发热温度不得超过一定数值，称为最高允许温度。 公正常运行时最高允许温度： LGJ+70℃ 电缆+80℃ 短路时最高允许温度： 铝 +200℃ 铜 +300℃ 按正常工作电流及额定电压选择设备 按短路情况来校验设备

一、概述 短路时间虽然不长，但电流大，因此发热量也很大， 造成导体迅速升温。同时，导体还受到电动力的作用， 若超过允许值，将会使导体发生变形或损坏。 发热温度不得超过一定数值，称为最高允许温度。 正常运行时最高允许温度： LGJ ＋70℃ 电缆 ＋80℃ 短路时最高允许温度： 铝 ＋200℃ 铜 ＋300℃ 按正常工作电流及额定电压选择设备 按短路情况来校验设备

二、发热和散热 ?来自导体电阻损耗产生的热量和太阳日照的热量。 1.电阻损耗的热量Q QR=I·Rc R=pl+a(0-20)1.K S 式中： Rac 导体的交流电阻(2/m) 0 导体温度为20℃时的直流电阻率(2·mm/m) at- 电阻温度系数（℃-1） Ox 导体的运行温度（℃） Kr 集肤效应系数 S 一 导体截面积(mm)

二、发热和散热 来自导体电阻损耗产生的热量和太阳日照的热量。 式中： Rac － 导体的交流电阻(Ω/m) ρ － 导体温度为20℃时的直流电阻率(Ω·mm2/m) αt － 电阻温度系数(℃-1) W － 导体的运行温度(℃) Kf － 集肤效应系数 S － 导体截面积(mm2) 1．电阻损耗的热量QR ac 2 QR  IW  R f t W a c K S R [1 ( 20)]       

二、发热和散热 来自导体电阻损耗产生的热量和太阳日照的热量。 2.太阳日照的热量Q, 太阳照射的能量造成导体温度升高。凡安装在户外的 导体，应老虑日照的影响。 对于圆管导体，日照的热量可按下式计算： 2,=E,A,D 式中：E -太阳照射功率密度(W/m)E,=1000W/m At 导体的吸收率4=0.6 D 导体的直径(m)

二、发热和散热 来自导体电阻损耗产生的热量和太阳日照的热量。 式中： Et － 太阳照射功率密度(W/m2) At － 导体的吸收率 D － 导体的直径(m) 2．太阳日照的热量Qt Qt  Et At D 对于圆管导体，日照的热量可按下式计算： 太阳照射的能量造成导体温度升高。凡安装在户外的 导体，应考虑日照的影响。 2 1000 / E W m t  0.6 At 

二、 发热和散热 热量的传递有对流、辐射和传导3种形式。 1.对流 气体各部分相对位移将热量带走的过程。 分为：自然对流和强迫对流 对流换热所传递的热量与温差及换热面积成正比，即： 2=a,(0m-0)F 对流换热 导体 环境 单位长度 系数 温度 温度 换热面积

二、发热和散热 热量的传递有对流、辐射和传导3种形式。 对流换热所传递的热量与温差及换热面积成正比，即： 1．对流 气体各部分相对位移将热量带走的过程。 分为：自然对流和强迫对流 QI I FI ( )    W  0 对流换热 系数 导体 温度 环境 温度 单位长度 换热面积

二、发热和散热 单位长度导体的对流换热面积是指有效面积，它与导 形状、尺寸、布置方式和多条导体的间距等因素有 关 A2 E=2(4+4) 24 F,=2.5A+4A F= 3A+4A 3A+44 4(4+A)

二、发热和散热 单位长度导体的对流换热面积是指有效面积，它与导 体形状、尺寸、布置方式和多条导体的间距等因素有 关 1 2 2 ( ) F A A I   A1 A2 1 1 2 1 2 2 2.5 4 3 4 I A F A A A A         1 2 1 2 3 4 4( ) I A A F A A      

二、发热和散热 槽形号体 A2 2A+A42 Fi= 2(4+4) 24 圆管形导体 F=πD

二、发热和散热 槽形导体 A1 A2 1 2 1 2 1 2 2( ) 2 I A A F A A A         圆管形导体 F D I  

二、发热和散热 热量的传递有对流、辐射和传导3种形式。 2。辐射 热量从高温物体，以热射线方式从高温物体传至低温 物体的过程。由史蒂芬一波尔兹曼定律 导体材料的辐射系数 F。单位长度导体的辐射散热表面积

二、发热和散热 热量的传递有对流、辐射和传导3种形式。 2．辐射 热量从高温物体，以热射线方式从高温物体传至低温 物体的过程。由史蒂芬－波尔兹曼定律 4 4 0 273 273 5.7 100 100 w Q F f f                             导体材料的辐射系数 Ff 单位长度导体的辐射散热表面积

二、 发热和散热 单位长度导体的辐射换热面积是指有效面积，它与导 体形状、尺寸、布置方式和多条导体的间距等因素有 关 F=2(4+4)F=24+44+24(1-0)F=24+64,+44(1-)

二、发热和散热 单位长度导体的辐射换热面积是指有效面积，它与导 体形状、尺寸、布置方式和多条导体的间距等因素有 关 A1 A2 1 2 2 ( ) F A A f   1 2 1 2 4 +2 (1- ) F A A A f    1 2 1 2 6 +4 (1- ) F A A A f   