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.doc

第六章主要讨论的是载流导体在电气设备中的发热和电动力效应，这些效应对电气设备的性能和安全性有着重要影响。发热是电气设备正常工作和短路状态下都会出现的现象。发热主要源于导体电阻（铜损）、金属构件中的磁滞和涡流（铁损）以及绝缘材料的损耗（介损）。这些损耗转化为热能，导致设备温度升高，影响设备的机械强度、接触电阻和绝缘性能。 短路时，巨大的电动力会对电气设备造成严重损害，可能导致导体振动、结构变形、绝缘部件损坏或开关电器触头接触压力的瞬间丧失。电动力计算对于理解这种损害至关重要，例如，当两个平行导体通过电流时，它们之间会产生斥力或吸力，电动力的大小取决于电流方向、导体长度、间距以及形状系数。在三相短路情况下，每个相导体承受的电动力是其他两相电动力的矢量和，这会导致不同相位的导体承受不同的电动力，其中中间相通常受到的最大。 提高导体载流量的策略主要包括减小导体电阻、增大有效散热面积和提高换热系数。减小电阻可以通过选择低电阻率的材料（如铜、铝、铝合金），减少接触电阻，或增大导体截面积，但要注意集肤效应。增大散热面积可以通过选择合适的截面形状（如矩形、槽形）和优化布局。提高换热系数则可通过改善冷却条件，如强制通风或使用特殊冷却介质。 导体在短路时的发热过程是一个快速且几乎绝热的过程，短路后导体温度会急剧上升，然后在短路消除后逐渐降低。电动力计算对于评估短路情况下的设备安全性和设计抗短路能力的设备至关重要。在两相和三相短路中，电动力的差异表明，三相短路通常会产生更大的冲击力，因此在设计电气设备时，必须考虑到这种情况以确保设备能够承受短路带来的机械应力。 理解和控制载流导体的发热和电动力效应是电气工程设计的关键，这关系到设备的效率、寿命和安全性。通过合理的设计和材料选择，可以有效地管理和减少这些效应，从而确保电气系统的稳定运行。