第3章电气发热与计算.ppt

1、第一、三章传记发热和计算，第二，内容摘要：主要对热对流导体，以及防止传记发热的方法和措施进行理论说明。载流导体长时间及短时间发热及冷却工程。牙齿章节的重点：重点把握传记发热的原因和危险，掌握防止传记发热的方法和措施。熟悉传记发热的各种计算和导体提高的器官允许载流量计算方法和措施。3、焦作市天堂录制厅特大火灾，2000年三月二十九日凌晨3点左右，位于焦作市中心的市区天堂录制厅发生特大火灾，当时观看视频的74名观众在火灾中死亡。火灾原因是当天在天堂绿化局15号候车室用石英电热器长时间使用发热和辐射点燃周围可燃物的结果。4，哈尔滨市道外区天坛酒店发生火灾，2003年二月2日18点左右，哈尔滨市道外区

2、天坛酒店发生火灾。死亡33人受伤10人。事故原因：传记设备过载发热导致电线短路，5，2006年14日4点左右，浙江省湖州市吴兴区鸭津个体户所“福音大厦”发生火灾。火灾造成15人死亡，1人失踪。在浙江省湖州市吴兴区“福音大厦”火灾、6、(1)正常运行状态电压和电流不超过额定值的情况下，导体长期、安全、经济地运行。(2)短路运行状态系统因绝缘故障而短路时，导体通过的短路电流比额定值高几倍或几十倍。保护装置动作，故障消融短期内，导体能承受短期发热和传记动力的作用。3.1.1载流导体运行过程中的运行状态、3.1传记发热的危险、7，3.1传记发热的危险、3.1.2热对载流导体不良的影响1、绝缘材料绝缘性

3、能下降2、导体机械强度下降3、导体接触部分性能下降8；3.1.2发热对载流导体不良的影响1、绝缘材料的绝缘性能降低传记产品绝缘材料的寿命减少温度、传记和机械应力、振动、有害气体、化学物质、湿气、灰尘、调查等多种因素影响。温度一般是支配绝缘材料和绝缘结构老化的因素。9，(1)绝缘材料的耐热温度耐热温度：绝缘材料的绝缘性能开始大幅降低以前的温度。导体绝缘材料在温度的长期作用下老化，逐渐失去原来的机械性能和绝缘性能。(威廉莎士比亚、绝缘、绝缘、绝缘、绝缘、绝缘、绝缘、绝缘、绝缘)绝缘材料在抗热温度下可以运行20000h，而不会受到损害。危险：由于绝缘材料的老化，绝缘材料变弱，绝缘性能明显下降，会导致

4、绝缘材料的破坏。据国内标准透露，传记绝缘材料的耐热温度分为7级。10，所有级别的绝缘材质的耐热温度，11，所有级别的绝缘材质的耐热温度，12，所有级别的绝缘材质的耐热温度，13，所有级别的绝缘材质的耐热温度，14，15，(2)绝缘材质的寿命与温度的关系，如果导体温度超过耐热温度值，则绝缘材质的寿命显着缩短在防火检查实践中，可以根据绝缘材料的老化特性来判断使用寿命。103.6，104，16，使用“八度规则”经验法则粗略估计绝缘材料的寿命。温度每升高8，寿命就减少一半。17，17，(3)为防止绝缘材料的允许温度、过量热量对传记和载流导体的危害，在传记和载流导体设计和运行中确定了允许温度。确保传记和

5、载流导体在牙齿温度下持续正常运行。允许温度：以某种方式测量的传记部件可以达到的最大温度。设备和导体均不得超过允许温度。18，绝缘材料的允许温度规定：1)允许温度规定必须小于材料损坏的极限允许温度(耐热温度)。2)电气设备由各种导体组合构成，允许考虑温度最弱的部分。3)设备绝缘材料的老化和金属机械强度的恶化不仅取决于温度的高低，还取决于发热期间的长度，因此短时间发热允许温度比长时间发热允许温度高。(威廉莎士比亚、温度、温度、温度、温度、温度、温度、温度、温度、温度、温度、温度、温度)短时间热：导体热持续的时间非常短(由短路电流引起的热)。长时间发热：导体长时间连续发热。19，2，机械强度下降时，

6、如果导体温度超过一定的允许值，则由于温度过高，导体材料退化，机械强度明显下降。铝和铜导体温度分别超过100和150，拉伸强度急剧下降。短路时，传记动力的作用可能导致导体变形，甚至破坏导体结构。20，1-连续发热2-短时间发热，21，接触连接表面在接触连接温度过高的情况下形成强烈氧化，硫化，电阻率高的氧(硫)层薄膜，接触电阻增加温度超过一定允许值时形成恶性循环，在接触连接处烧红、松动或熔化，3，导体接触部分性能下降，22，3.1.3载流导体运行过程中损耗，1，电阻损耗传输电线，或电子线路的导体本身和机器连接处存在电阻。直流流通过时，会发生电阻损失。电阻损失的电力：传记设备的热源主要来自三个茄子方

7、面：交流设备导体期间发生的电阻损失。交流设备铁磁材料内发生的涡流和迟滞现象损失；交流传记绝缘中发生的遗传损失。23，(1)皮肤效果：导体中通过交流电流时，产生将电流变为表面的现象。交流电流的频率越高，皮肤促进效果越强。2，附加损失是由导体内的皮肤效果和接近效果引起的。直流电流在导体上流动时，在导体的任何一个截面上电流线的分布均匀，因此可以充分利用金属导体牙齿。(约翰f肯尼迪、美国电视电视剧，直流名言)、3.1.3载流导体操作的损耗，24，(2)近似效果：由于两个相邻载流导体之间的磁场相互作用，导体截面中传记流线的分布发生了变化。如果两个导体的电流方向相同，则两个导体相邻的一侧电流密度大小较小，

8、另一侧电流密度大小较大。25，2导体中，如果电流方向相反，则2导体相邻侧的电流密度大小较大，而另一侧的电流密度大小较小。接近效果与导体之间的分布、导体之间的距离有关。26，(3)由于额外的损失皮肤效果和接近效果，导体横截面上电流分布不均，导体电阻增加，损失功率也增加。皮肤效果和接近效果造成的损失统称为附加损失(行损失)。额外的损耗功率包括：Kfj:额外损失系数。Kfj=KjKl。Kj:皮肤效果系数。Kl:近似效果系数。交流电阻：(P75)，27，3.1.3载流导体运行中的损耗，3，铁磁损耗(铁损耗)载流导体周围的铁磁材料由于交流磁场的反复磁化作用而产生迟滞现象损耗和涡流损耗。迟滞现象损失和涡流

9、损失一起称为铁磁损失。它将从电力中吸收的电转化为热能，从而加热铁磁物质。28，3，磁石损耗(铁损)(1)磁力损耗磁石材料由于交变磁场的反复磁化作用，内部不可逆转的过程导致磁石材料热的损失称为磁损耗。迟滞现象损失经验公式：迟滞现象损失与频率F的一阶正方形成正比，与最大磁感强度Bm的N阶正方形成正比。3.1.3载流导体运行过程中的损耗，29，Hc，迟滞现象环路，Hc:校准力，Br:残余磁，Br，磁强度B的变化总是落后于磁场强度H的变化。这称为磁滞现象。O，HC，HM，HM，BM，30，(2)涡流损耗铁磁材料放置在不断变化的磁场中或在磁场中移动时，铁磁材料内部产生感应电流。感应电流在磁铁物质内部呈旋

10、涡状，这称为涡流。铁磁材料也因电阻而发生电力损失。旋涡损失与工频F的二次平方成正比，与磁强度最大Bm的二次平方成正比。3.1.3载流导体运行过程中损耗，31，旋涡，32，4，介质损耗传记绝缘材料称为传记介质。电介质可以制造电场，存储电场能量，消耗电场能量。短期内，高电场强度会引起破坏渗透，长期来说，低电场强度会导致传记介质老化破坏。交流电场的传导损失和遗传介质被称为周期性重复极化所造成的损失。由于电场的作用，传记介质可以穿透极化、传导、介质损耗和四茄子基本物理过程。电介质的功率损耗：3.1.3载流导体操作过程中的损耗，33，3.2接触电阻两个金属导体徐璐接触时接触区域的附加电阻称为接触电阻。3

11、.2.1接触类型(1)固定接触是用紧固件(如螺钉或铆钉等)挤压的传记接触，称为固定接触。这种接触工作时没有相对运动。34，35，(2)在可分离接触操作中可以连接或分离的传记接触称为可分离接触。接触的双方是一对传记接触，一个叫静态接触，另一个叫移动接触。接触的性能对开关设备的分离能力、传记设备的传记寿命控制、继电器可靠性等具有重要作用。接触是传记产品最薄弱的部分，容易发生故障。静态接触、动态接触、36、(3)滑动和滚动接触是操作过程中徐璐滑动(或滚动)的接触方式称为滑动(或滚动)接触。高压断路器中间触点，公共电车及传记火车的电源介绍部分。-高压断路器？37，38，39，用什么工艺切开或切开导体，

12、然后对什么工艺进行精加工，截面表面总是凸起的，不均匀的。总是宏观和微观的波浪，表面牙齿粗糙。两个接触面接触时，实际上只接触几个小区域，每个小区域内只接触几个小突起部分。这称为接触点。3.2.2接触电阻配置接触电阻Rj由收缩电阻Rs和时钟掩码电阻Rb两部分组成1，收缩电阻，40，电流通过传记接触区域时，原始截面从大导体突然转移到截面牙齿小接触点，电流线引起剧烈收缩现象。显示为牙齿现象的附加电阻称为收缩电阻。41接触点由多个接触点组成，因此整个接触面的收缩电阻Rs收缩每个接触点的电阻平行值。整个接触面的收缩电阻Rs与材料的电阻率成正比，与材料硬度(HB值)的平方根成正比，与压力F和接触点数N的二次

13、平方根的乘积成反比。42，2，表面面膜电阻复盖在传记接触面的接触面上，因污染，导电性不好的物质层上。这就是电阻接触的另一个曲面遮罩电阻部分。曲面遮罩电阻类型；(1)尘膜(2)吸附膜(3)无机膜(4)有机膜，43，(1)尘膜吸附微粒在外力作用下容易脱落，恢复接触，因此电阻值的变化具有不稳定、随机和统计的特点。(2)吸附膜：水分子和气体分子在接触表面的吸附层。它的厚度只有几个分子层。接触之间的压力在接触面上形成高压力时，厚度可以减少到12个分子层(510)，但不能机械地完全排除。因此，无论使用什么接触材料，吸附膜都是不可避免的。44，(3)无机膜：电接触材料暴露在空气中时，由于化学腐蚀作用在金属表

14、面形成各种金属化合物的薄膜称为无机膜。金属和氧产生氧化膜，与H2S反应形成硫化膜。金属表面一旦暴露在大气中，就会很快产生几微米初始氧化膜层。铜：2-3min，镍：约30min，铝：2-3s的表面可以形成约2米厚的氧化膜层。尤其是稳定的贵金属金也在表面形成有机气体吸附膜。45，在潮湿的空气中，在传记介质的作用下，徐璐其他金属之间发生电化学腐蚀，在金属表面积累腐殖质。无机膜的形成取决于金属材料的化学和电化学性质。无机膜对电接触的破坏作用与厚度有关，也与膜的性质有关。接触压力大，电路参数数值高时，部分无机膜对传记接触的危害不严重。46，(4)有机膜：从绝缘材料中析出的有机蒸汽，在电接触金属材料表面形

15、成一种粉末有机聚合物，称为有机膜。有机膜对电接触的危险很严重。其电阻可达数兆欧(M)，其绝缘性能类似于一些无机膜，但它们的屈服电压大约是无机膜的10倍。由于接触的导电特性，取决于薄膜的厚度和性质。特别是有厚的有机膜时，接触之间的导电性能几乎完全破坏。为了恢复良好的导电性，可以利用机械力的作用(如增加接触压力)压碎膜。切换高电流的接触可以利用伴随断裂或闭合的电流热效应和电弧燃烧破坏薄膜，而不影响接触的良好导电性。影响47，3.2.3电阻接触的因素传记设备的接触电阻过大时的危险：(1)加热设备的接触点。(2)加热时间过长，设备寿命缩短。(3)严重的情况会引起火灾，造成经济损失。48，接触电阻因素1

16、，接触材料(包括表面涂层材料)需要高硬度接触材料(如金、银、铜、铜镀银等)牙齿，以防止接触冷焊接。为了提高接触性能，材料硬度太高，渡边杏。必须根据实际需要进行选择。材料的化学稳定性好，防止污染，防腐蚀，抗氧化能力强，导电性能好，电阻率低，才能满足接触电阻小、稳定的要求。2、接触接触压力接触压力越大，接触区域越大，接触电阻大小越小。但是，当接触压力增加到一定值时，接触的机械磨损和传记磨损会增加。因此，接触压力必须控制在适当的范围内。49，3，接触形状和接触形状的接触形状与接触形状密切相关。点接触接触接触电阻；线接触时减少接触电阻；面接触时接触电阻小。中小功率的大部分继电器使用线、面接触来提高内容

17、折叠、防腐能力。在小型继电器中，为了适应经常移动的运动，提高接触可靠性，还经常使用桥梁接触形式和分叉的双接触接触形式。相反，大尺寸的接触电阻可以减少，但是尺寸牙齿太大了，浪费了材料，增加了体积和重量，还可以增加跳跃和延长跳跃时间，增加接触磨损，降低振动，冲击阻力。51，52，50，50，线接触，点接触，面接触，49，51，桥接触形式，分叉处的双接触形式，49，52，4，曲面粗糙度接触曲面加工的粗糙度越小，常规接触的曲面粗糙度就越小(轮廓算术平均数偏差)Ra1.6mRa0.4m粗糙度太小需要研磨和抛光，光泽中使用的光亮剂的存在会增加接触有机污染的机会，非常不利。粗糙地越过小的，冷焊的机会也就大了。53，5，接触污染接触的污染物有灰尘、湿气、纤维、有机气体的液体等，来自周边环境和加工工艺过程以及继电器本身的结构材料(如绝缘材料)。污染是影响接触电阻