电气发热与计算
f(kHz)
△(mm)
1
2.089 25
3
1.206 30
5
7
10
13
15
18
20
23
0.9346 0.7899 0.6608 0.5796 0.5390 0.4026 0.4673 0.4358 35 14 45 0.3115 50 60 70 80 100
f(kHz)
△(mm)
n m
8
3.1 电气发热与计算
涡流损耗 • 3.1.3载流导体运行中的损耗 铁在变化着的磁场中， 1)电阻损耗 P = I2Rt 或者在磁场中运动时，铁磁 物质内部会产生感应电动势 2)磁滞、涡流损耗 (或感应电流)。涡流是感应 n ① 磁滞损耗 Pcz fBm 电流之一，在铁心内围绕着 磁感应强度，呈旋涡状流动， ② 涡流损耗 其方向可按楞次定律来决定。 通常采用 增大涡流回 路电阻的方 法减小涡流。 如图所示：
得到充分地利用。 交流电流通过导体时的电阻损耗（或称焦耳损 2 耗）应为： P K fj I R （3-3） l
其中导体的电阻为: R
2 ( 1 ) 而电阻率与温度的关系为： 0
S
当θ≤100℃ 时，可忽略高次项，简化为：
0 (1 )
20
3.2 接触电阻
• 3.2.2 接触电阻的组成
接触电阻Rj由两部分组成，收缩电阻Rs和表面膜电 阻Rb，即： Rj = Rs + Rb
1) 收缩电阻 2) 表面膜电阻 可见，金属的实际截面积在切断处减小了，电流在流
7
3.1 电气发热与计算
• 3.1.3载流导体运行中的损耗 1)电阻损耗 P = I2Rt 磁滞损耗 2)磁滞、涡流损耗
① 磁滞损耗 ② 涡流损耗
铁磁材料在磁化过程中 由磁滞现象引起的能量损耗。 即铁磁物质在交变磁场的磁 化作用下由于内部的不可逆 过程而使铁磁物质发热所造 成的一种损耗。
Pcz fB
103.1ຫໍສະໝຸດ 电气发热与计算• 3.1.3载流导体运行中的损耗 1)电阻损耗 P = I2Rt 2)磁滞、涡流损耗 铁损
n ① 磁滞损耗 Pcz fBm 交变磁通在铁芯中产生的 2 2 P f B ② 涡流损耗 w 磁滞损耗和涡流损耗合起来 m + 涡流损耗Pcz ，简称铁损。 ③ 铁损 = 磁滞损耗 叫做铁磁损耗
15
3.1 电气发热与计算
• 3.1.3载流导体运行中的损耗 3)附加损耗 P K fj I 2 R
集肤效应的应用 ①高频淬火：由于 集肤效应工件表面发热 中心几乎不热。就可达 到使工件表面硬度高内 部韧性好的目的。 ②管道加热
集肤效应电伴热
16
管道集肤效应电伴热 (加热)技术是近年来出现 的一种新的金属管道加热 方法，是大型石油化工等 企业热输管道加热保温的 集肤效应的应用 新技术、新工艺，国外简 ①高频淬火：由于 称为“ SECT法”。此种加 集肤效应工件表面发热 热技术具有效率高，适应 中心几乎不热。就可达 所有长、中、短距离金属 到使工件表面硬度高内 输液管道的伴热和加热， 部韧性好的目的。 而且具有安全可靠，安装 ②管道加热 维修方便等优点，因此广 泛用于各种不同性质的液 态物质的管道运输中。
19
收缩电阻 在显微镜下观察两个相接触的 3.2 接触电阻 金属表面的侧面，可以看出切面表 面凸凹不平。无论经过何种精加工 • 3.2.2 接触电阻的组成 或研磨工序，总有宏观和微观上的 接触电阻Rj由两部分组成，收缩电阻 Rs和表面膜电 不平、波纹、表面粗糙等存在。因 阻Rb，即： Rj = Rs +此当两个接触面接触时，实际上只 Rb 有若干个小块面积相接触，见图31) 收缩电阻 8所示，而在每块小面积内，又只 有若干小的突起部分相接触，它们 2) 表面膜电阻 被称为接触点。
4
3.1 电气发热与计算 如图3-2所示，连续发热150℃时，
短时发热300℃时，铜的抗拉强度迅速 • 3.1.1发热对载流导体的不良影响 下降。1-连续发热，2-短时发热 机械强度下降 1) 绝缘性能降低 当导体的温度超过一 2) 机械强度下降 定允许值后，温度过高会 导致导体材料退火，使其 3) 导体接触部分性能变坏 机械强度显著下降。例如 铝和铜导体在温度分别超 导体接触性能性能变坏 过100℃和150℃后，其抗 当接触连接处温度过高时，接触连接表面会强 拉强度急剧下降。这样当 烈氧化并产生一层电阻率很高的氧化层薄膜，从而 短路时在电动力的作用下， 使接触电阻增加，接触连接处的温度更加升高，当 就可能使导体变形，甚至 温度超过一定允许值后，就会形成恶性循环，导致 使导体结构损坏。 接触连接处烧红，松动甚至熔化。
图3-5 减小涡流的方法
9
图3-4 涡流的产生
3.1 电气发热与计算
• 3.1.3载流导体运行中的损耗 涡流损耗 1)电阻损耗 P = I2Rt 涡流损耗与电源频率的 2)磁滞、涡流损耗
n m
平方成正比，与磁感应强度 ① 磁滞损耗 Pcz fB 最大值的平方和体积成正比。
② 涡流损耗
2 Pw f 2 Bm
b / 2f
13
3.1 电气发热与计算
穿透深度与频率的平方根成反比，随着频率的增加，穿 • 3.1.3 载流导体运行中的损耗 透深度减少，Rac/Rdc 随之增加。 2Rt 1) 电阻损耗 P = I 导线的直流阻抗与导线的截面积有关，集肤效应使导线 n 2 的截面积减小； 2)磁滞、涡流损耗 Pm Pcz Pw fBm f 2 Bm 交流阻抗与通过电流的频率有关，频率越高，阻抗越大。 P K fj I 2 R 3) 附加损耗 导线温度100℃时，25kHz时穿透深度为0.48mm。直径 为1.5mm的裸铜导线Rac/Rdc=1.49；如果是200kHz，穿透 深度为0.017mm，此时Rac/Rdc=2.488倍。
0.4180 0.3825 0.3532 0.3304
0.2955 0.2697 0.2497 0.2336 0.2089
14
邻近效应 邻近效应在两个载流导体处 3.1 电气发热与计算 于彼此布置较近时就表现出来。 由于两个相邻的载流导体之间磁 • 3.1.3载流导体运行中的损耗 场的相互作用，而使导体截面中 2 1)电阻损耗 P = I Rt 电流线分布改变。一个导体中的 n 2 2 电流建立的磁场，在另一导体中 2)磁滞、涡流损耗 P P P fB f B m cz w m m 作用时，相邻近的一侧磁场强度 3)附加损耗 P K fj I 2 R 较大，相反的一侧则较小。如果 两导体中电流方向相同，则在邻 附加损耗的原因是集肤效应 和邻近效应。 近的一侧由一个导体在另一个导 体中产生的磁场而感应的反电动 势将阻止另一导体与相邻一侧内 的电流通过；所以出现了两导体 相邻近一侧电流密度的减小，而 相反的一侧，电流密度则较大。
张 锐
2015.3
1
内容提要：本章内容主要从理论上讲述了
发热对载流导体产生的不良影响，以及载
流导体长时和短时的发热与散热工况。
本章重点：了解电气发热的各种计算方法
和提高导体长期允许通过载流量方法与措 施。
2
第3章 电气发热与计算
3.1 电气发热的危害
3.2 接触电阻
3.3 电气发热与允许温升及散热
11
3.1 电气发热与计算
• 3.1.3载流导体运行中的损耗 1)电阻损耗 P = I2Rt 附加损耗 当直流电流流过导体时，电 n 2 2 2)磁滞、涡流损耗 Pm Pcz Pw fBm f B 流线在导体中的任一横截面处的m 3)附加损耗 分布都是均匀的，故金属导体能
表3-2 磁滞损耗和涡流损耗的计算系数
n 2 Pm Pcz Pw fBm f 2 Bm
钢片厚度 （mm）
η（W/kg） ζ（W/kg）
普通发电机硅钢片 1 4.4 22.5 0.5 4.4 5.7 0.35 4.7 3.0
变压器硅钢片 0.5 3.0 1.3 0.35 2.4 0.7
12
集肤效应 3.1 电气发热与计算 直流电通过导线时，线的 横截面积上各处的电流密度相 • 3.1.3载流导体运行中的损耗 等； 而交流电通过导线时， 1)电阻损耗 P = I2Rt 导线横截面积上电流是不均匀 n 2 2 的。越是靠近导线中心，电流 2)磁滞、涡流损耗 P P P fB f B m cz w m m 密度越小；越是靠近导线表面， 2 I R 3)附加损耗 P K电流密度越大。这种交变电流 fj 在导线内趋于导线表面的想象 附加损耗的原因是集肤效应 和邻近效应。 称为集肤效应（也称表面效应 当导体中通过交流电流时，产生使电流趋于表面的 或趋肤效应）。如图3-6所示。 现象，这就是集肤效应。 集肤效应以电磁波在导体 内的渗透深度b表征：
场强会导致老化破坏。总之在电 场的作用下，电介质会发生极化、 电导、介质损耗和击穿四种基本 物理过程。 电介质的功率损耗用下式求 得： P U 2Ctg
18
3.2 接触电阻
当两个金属导体互相接触时，在接触区域内存在着一个 附加电阻，称为接触电阻。所谓接触电阻，实际上指的是电 接触电阻，又称电接触，它是两个金属导体互相接触在一起 达到导电的目的。 固定接触 • 3.2.1 接触电阻的类型 用紧固件如螺钉或铆钉等 压紧的电接触称固定接触。这 1)固定接触 滑动及滚动接触 种接触工作时没有相对运动。 2)可分接触 在工作过程中触头可以 互相滑动和滚动的接触方式 3)滑动及滚动接触 称为滑动接触，又叫滚动接 触。高压断路器的中间触头、 公共电车及电气火车的电源 引进部分都属此列。
3.4 导体的长度与短时发热
3
绝缘材料 绝缘材料的耐热温度 绝缘材料的电阻率一般在109欧姆/厘米以上。 与寿命 常用的绝缘材料有陶瓷、橡胶、塑料、云母、玻璃、 温度的长期作用 木材、布、纸、矿物油，以及某些高分子合成材料等。 3.1 电气发热与计算 下老化速度会逐渐的 绝缘材料会逐渐“老化”而失去绝缘性能，一般绝缘 加 剧 ， 图 3 -1 表 示 几 材料可正常使用 20年。 • 3.1.1发热对载流导体的不良影响 种绝缘材料的使用寿 电击穿——绝缘物在强电场的作用下，遭到急剧的破 发热对载流导体的不良影响主要表现在绝缘材 命与温度的关系。 坏，丧失绝缘性能的现象。 料的绝缘性能、导体的机械强度和导体接触部分性 在某一温度限值 使绝缘材料产生击穿的最小电压叫做击穿电压，此时 内寿命一定，但当超 能等三个方面。 的电场强度称材料的耐压强度。 过这一“限值”时， 1) 绝缘性能降低 温度增加则使用寿命 降低。 2) 机械强度下降 因此绝缘材料有 3) 导体接触部分性能变坏 耐热温度和许用温度。
电气设备发热损耗计算公式
电气设备发热损耗计算公式在电气设备的运行过程中，会产生一定的发热损耗，这是由于电流通过导线、绕组等部件时产生的电阻，导致电能转化为热能。
了解和计算电气设备的发热损耗对于设备的设计、运行和维护都具有重要意义。
本文将介绍电气设备发热损耗的计算公式及其应用。
电气设备发热损耗的计算公式主要涉及到电阻、电流、电压等参数。
在直流电路中，电气设备的发热损耗可以通过以下公式进行计算：P = I^2R。
其中，P代表发热损耗（单位为瓦特），I代表电流（单位为安培），R代表电阻（单位为欧姆）。
在交流电路中，由于电流和电压是变化的，所以电气设备的发热损耗需要通过平均功率进行计算。
在交流电路中，电气设备的发热损耗可以通过以下公式进行计算：P = I^2R。
其中，P代表发热损耗（单位为瓦特），I代表电流的有效值（单位为安培），R代表电阻（单位为欧姆）。
在实际应用中，为了更准确地计算电气设备的发热损耗，还需要考虑到电气设备的工作环境、温度、材料等因素。
在高温环境下，电气设备的发热损耗会增加，因此需要对发热损耗进行修正计算。
电气设备的发热损耗对于设备的安全运行和寿命具有重要影响。
过大的发热损耗会导致设备过热，影响设备的性能和寿命，甚至引发火灾等安全事故。
因此，在设计和运行电气设备时，需要对发热损耗进行合理的计算和评估，以确保设备的安全运行。
除了在设计和运行阶段对发热损耗进行计算外，还可以通过监测电气设备的温度和电流等参数来评估设备的发热情况。
通过实时监测设备的发热情况，可以及时发现设备存在的问题，并采取相应的措施进行修复和维护，以确保设备的安全运行。
总之，电气设备的发热损耗是一个重要的参数，对于设备的设计、运行和维护都具有重要意义。
通过合理的计算和评估发热损耗，可以确保设备的安全运行和延长设备的使用寿命。
希望本文介绍的电气设备发热损耗计算公式及其应用能够对读者有所帮助。
《发电厂电气》03-02-载流导体短时发热计算
0 W 1
W
W 1
mC0 0
[2
ln(1
)
|h
W
|h
W
]
mC0 0
[2
ln(1 h )
h ]
mC0 0
[2
ln(1 W
)
W
]
Ah
mC0 0
[ 2
ln(1 h )
ik2t R dt mC d J
R
0 (1 )
l S
m mSl
kg
C C0 (1 ) J / (kg C)
ikt —t时刻短路全电流瞬时值
0 — 0C 时的电阻率
R —温度为 C 时的导体电阻 m—导体材料的密度
C—温度为 C 时的热容比 C0— 0C 时的热容比
ik2t
dt
tk 0
t
2
2Ipt cost inp0e Ta d t
tk 0
I
2 pt
d
t
tk 0
2t
in2p0e Ta
dt
Qp
Qnp
I pt —短路电流周期分量有效值，kA； inp0 —短路电流非周期分量起始值，kA；
Ta —非周期分量衰减时间常数，s。
b
ba
a f (x) d x 12 [(y0 y4 ) 2( y2 ) 4( y1 y3 )]
因为 y1 y3 2 y2 ，则
b
ba
a f (x) d x 12 [ y0 10y2 y4 ]
电气计算、发热电缆阻值表
第一节、交流电路一、发热电缆系统的设计：发热电缆的布线间距应根据其线性功率和单位面积安装功率，按正式确定：2S=Px/q×1000式中S—发热电缆布线间距（mm）PX—发热电缆线性功率（w/m）q—单位面积安装功率（w/m2）电缆每米是20W÷每平200W (10米线)=0,1×1000=间距也就是100一、计算：欧姆定律二、电压的平方就是220×220=48400电流I=电阻R÷电压U（1-1）。
式中I—支路电流A。
U—支路二端电压V。
R—电阻Ω。
上式也可表现成电压U=电流I×电阻R（1-2）电阻R=电流I÷电压U（1-3）1、电压除÷以电流=阻值2、功率除÷以电压=电流3，电压除×电流=功率4，电流×电阻=电压三、负载三种状态1感性，2，容性，3，纯阻性提问：单相交流电路中，两端电压为220v，流过电流10a，已知电压超前电流60度求有功功率，回答：P=UIcosφ，代入数值得P=0.22*10*0.5=1.1kW。
感性负载使电流负超前即滞后于电压，容性负载相反，纯阻性负载时这个角度为0，余弦值即功率因数为1，此时有功功率等于视在功率；其它情况有功功率均小于视在功率，因为还有无功功率。
视在功率S^2=P^2+Q^2。
一，交流电基本性质（一）交流电的周期，频率和角频率周期或频率是用来衡量交流电变化快慢的物理量1,周期交流电变化一周所需的时间称周期，用T表示，单位是S，周期越短，表示交流电变化的赶快。
2频率在单位时间（1s）内，频率越高，表示交流电变化的赶快。
频率的单位还有1Hz和MHz。
1MHz=106Hz：1KHz=103Hz我国工业电力网频率为50Hz（工频）周期为0,02s3频率和周期的关系或4角频率交流电单位时间内变化的角度，单位是rad/s,用ω表示。
因交流电变化一周，变化了2π弧度，故有ω=2πf或倒求f1=50Hz和f2=1000KHz时的角频率和周期各为多少？解（1）f1=50Hz1，瞬时值在任何一个瞬时的交流的数值，叫做瞬时值，一般用小写的字母表示，如I,e和u等2，最大值最大值也叫幅度或峰值，在一个周期中，所出现的最大瞬时单相正弦交流电路计算交流电路中的电压和电流交流电路中，电阻，电感和电容都是影响电流的因素，现就下述8种情况分别讨论1纯电阻电路白炽灯、电炉或变阻器等负载，它们的电感同电阻值比是极小的，可略去不计，这种负载所组成的交流电路，在实际上认为是纯电阻电路，图如下，在纯电阻电路中，电流与电压同相位，其电流，电压的关系可按欧姆定律计算：电与热：1电流的热效应：电流通过导体时电能转化成热能。
电气设备发热量计算
电气设备发热量计算
电气设备的发热量计算是一个重要的工程问题，它涉及到能源
消耗、设备运行安全性以及环境影响等方面。
在进行发热量计算时，需要考虑以下几个方面：
1. 设备功率，首先需要确定电气设备的额定功率，通常可以从
设备的技术参数或者设备铭牌上找到。
如果是多个设备并联使用，
需要将它们的功率相加。
2. 运行时间，确定设备的运行时间，不同的运行时间会影响设
备的发热量累积。
如果设备是间歇性运行的，需要考虑到这一点。
3. 环境温度，环境温度对设备散热的影响很大，通常情况下，
环境温度越高，设备的发热量就越大。
4. 设备效率，不同的设备有不同的能量转换效率，这也会影响
到设备的发热量。
一般来说，可以使用以下公式来计算电气设备的发热量：
发热量 = 设备功率× 运行时间。
在实际工程中，还需要考虑到设备的散热方式、设备的安装环境、设备的热损耗等因素，以及可能的温度补偿等。
另外，还需要根据具体情况考虑设备的功率因数、谐波产生等因素对发热量的影响。
总之，电气设备的发热量计算是一个复杂的工程问题，需要综合考虑多个因素，以确保设备的安全运行和能源的合理利用。
高低压配电柜发热量计算方法
高低压开关柜、变压器的发热量计算方法变压器损耗可以在生产厂家技术资料上查到（铜耗加铁耗）；高压开关柜损耗按每台200W估算；高压电容器柜损耗按3W/kvar 估算；低压开关柜损耗按每台300W估算；低压电容器柜损耗按4W/kvar估算。
一条n芯电缆损耗功率为：Pr=(nI2r)/s，其中I 为一条电缆的计算负荷电流（A），r为电缆运行时平均温度为摄氏50度时电缆芯电阻率（Ωmm2/m，铜芯为0.0193，铝芯为0.0316），S为电缆芯截面（mm2）；计算多根电缆损耗功率和时，电流I要考虑同期系数。
上面公式中的"2"均为上标，平方。
一、如果变压器无资料可查，可按变压器容量的1~1.5%左右估算；二、高、低压屏的单台损耗取值200~300W，指标稍高（尤其是高压柜）；三、除设备散热外，还应考虑通过围护结构传入的太阳辐射热。
主要电气设备发热量电气设备发热量继电器小型继电器 0.2~1W中型继电器 1~3W励磁线圈工作时8~16W功率继电器 8~16W灯全电压式带变压器灯的W数带电阻器灯的W数+约10W控制盘电磁控制盘依据继电器的台数,约300W程序盘主回路盘低压控制中心 100~500W高压控制中心 100~500W高压配电盘 100~500W变压器变压器输出kW(1／效率-1) (KW)电力变换装置半导体盘输出kW(1／效率-1) (KW)照明灯白炽灯灯W数放电灯 1.1X灯W数假设变压器为1000KVA，其有功输出为680KW，则其效率大致为680/850=0.8，根据上述计算损耗的公式，该变压器的损耗为680*（1/0.8-1)=170KW!!!变压器的热损失计算公式:△Pb=Pbk+0.8Pbd△Pb-变压器的热损失(kW)Pbk-变压器的空载损耗(kW) Pbd-变压器的短路损耗(kW)具体的计算方法：一、 发电机组发热量发电机组的散热量主要来自于两个方面，一是发电机组的盖板传热和机壳围护结构传热，另一是发电机组的冷却循环风的漏风所带来的热量。
第二章电气发热与计算
二、长期运行载流量
1、牛顿公式应用： 牛顿公式应用：
Iy = Kzh ⋅ F ⋅ (θy −θ 0) R
导体长期运行的 长期运行的允许电流 Iy:导体长期运行的允许电流 θy:导体允许温度 PS:导体表面放出总热量
二、长期运行载流量
2、提高导体载流量的方法
Iy = Kzh ⋅ F ⋅ (θy −θ 0) R
二、发热对载流导体的不良影响
（一）、绝缘材料性能降低
（二）、机械强度下降 ）、机械强度下降 （三）、导体接触部分性能下降 ）、导体接触部分性能下降
（一）、绝缘材料性能降低 ）、绝缘材料性能降低
发热加速绝缘材料老化， 发热加速绝缘材料老化，缩短绝缘材料 寿命，降低绝缘材料的电气特性和机械 寿命， 特性。 特性。 耐热温度 允许温度
合理布置导体加强 自然通风 采取强迫冷却 导体表面涂漆
二、长期运行载流量
2、提高导体载流量的方法
Iy = Kzh ⋅ F ⋅ (θy −θ 0) R
减小导体电阻R 减小导体电阻R 增加导体散热面积F 增加导体散热面积F 提高散热系数K 提高散热系数Kzh 提高导体允许温度θ 提高导体允许温度θy
采用耐热绝缘材料
（三）、导体接触部分性能变坏 ）、导体接触部分性能变坏
接触电阻定义： 接触电阻定义： 当两个金属导体以某种机械方式互 相接触时， 相接触时，在接触区域所呈现的附加 电阻。 电阻。 接触电阻=收缩电阻+ 接触电阻=收缩电阻+表面膜电阻
收缩电阻与表面膜电阻
收缩电阻： 收缩电阻：电流流经电 接触区域时， 接触区域时，从原来截 面较大的导体突然转入 截面很小的接触点， 截面很小的接触点，电 流线发生剧烈收缩所呈 现出的附加电阻。 现出的附加电阻。 表面膜电阻： 表面膜电阻：电接触面 上，由于污染而覆盖的 一层导电性很差的物质 所呈现出的电阻。 所呈现出的电阻。
电器导体的发热计算
第一章 电器导体的发热计算
基 本 内 容
1
电器的允许温升
2
电器中的热源
3
电器中的热传递形式
4
电器表面的温升计算公式
5
各种工作制形式下的电器热计算
6
电器典型部件稳定温升的分布
7 短路电流下的电器热计算和热稳定性
§1-1 电器的允许温升
主要内容： 一、三种损耗及其影响 二、电器各部件的极限允许温升 三、电器极限允许温升 四、我国标准规定的电气绝缘材料的极限温升
§1-1 电器的允许温升
一般铜线安全计算方法是 2.5平方毫米铜电源线的安全载流量－－28A。 4平方毫米铜电源线的安全载流量－－35A 。 6平方毫米铜电源线的安全载流量－－48A 。 10平方毫米铜电源线的安全载流量－－65A。 16平方毫米铜电源线的安全载流量－－91A 。 25平方毫米铜电源线的安全载流量－－120A。
§1-1 电器的允许温升
虽然各种标准中对电器载流体于短路时通过短路电流时的极限允 许温度未作统一规定，但是多年来一直以不超过下表规定为准则。
载流部件
未绝缘导体 包绝缘导体 Y级 未绝缘导体 A级 包绝缘导体 B、C级
极限允许温度/℃
铜
黄铜 铝
300 300 200
200 200 200
250 250 200
由图1-4曲线查出：
K j 1.7
故当100时长100m导体交流电阻为
R100~ K j R100 1.78.2104＝13.910－4
§1-2 电器的热源
5、邻近效应： 由于相邻载流导体间磁场的相互作用，
使两导体内产生电流发布不均匀的现象。 邻近效应与相邻载流导体内电流流向有关。
电气设备的发热和电动力计算培训教材
图中 I
I
，t为短路计算时间。
电气设备的发热和电动力计算培训教材
第16页
图8.3 含有自动电压调整器发电机 短路电流周期分量等值时间曲线
电气设备的发热和电动力计算培训教材
图8.4θ＝f（A）曲线
第17页
当t >1s时，短路电流非周期分量基本衰减完了，可不 计及非周期分量发烧，所以不计算tfz，只计算tz，
分连接状态(接触电阻增加 )，以致破坏电器正常工
作。
（a）图8.1 金属材料机械强度与温度状态（b）
（a）铜
1—连续发烧；2—短时发烧
电气设备的发热和电动力计算培训教材
（b）不一样金属导体
1—硬粒铝；2—青铜；3—钢；
4—电解铜；5—铜
第4页
二、发烧类型
导体和电器在运行中经常工作状态有： （1）正常工作状态：电压、电流均未超出允许值，对应
电气设备的发热和电动力计算培训教材
第5页
为了限制发烧有害影响，确保导体和电器工作 可靠性和正常使用寿命，对上述两种发烧允许 温度和允许温升做了明确要求，见表8.1和表 8.2。
假如长久正常工作电流或短路电流经过导体、 电器时，实际发烧温度不超出它们各自发烧允 许温度。即有足够热稳定性。
电气设备的发热和电动力计算培训教材
第12页
4、短路电流热效应Qk计算
发生短路时是温度 函数。依据短路时导体发烧计算条件，导体产生全部热量与 其吸收热量相平衡:
1
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id2dt
Ad
Aq
S——导体截面积，m2。 id——短路电流有效值，A Ad为导体短路发烧至最高温度时所对应A值 Aq为短路开始时刻导体起始温度为θq所对应A值。
电器发热计算
适用于分析复杂电器设备的热性能，如电动机、变压器等。
计算步骤
建立电器设备的有限元模型、对模型进行离散化处理、求解离散化的方程组、得到各部分 的发热量。
03
不同类型电器的发热计算
家用电器的发热计算
空调
空调的发热量主要来自压缩机和电机的运行，以及冷媒在 蒸发器中的蒸发吸热。发热量的计算需要考虑空调的制冷 量、能效比、输入功率等因素。
05
电器发热的未来发展
新材料的应用
高导热材料
随着科技的进步，高导热材料在电器发热中的应用越来越广泛， 能够更高效地传递热量，降低电器温度。
新型绝缘材料
新型绝缘材料在保证良好绝缘性能的同时，具有更低的热阻，有助 于减少热量积聚。
复合材料
通过将不同材料进行复合，可以发挥各材料的优点，提高电器的综 合性能和耐热性。
间的关系计算发热量。
热平衡法
定义
热平衡法是通过分析电器设备在工作状态下的能 量平衡，计算各部分的发热量。
适用范围
适用于分析电器设备在工作状态下的热平衡，尤 其适用于分析大型电器设备的热性能。
计算步骤
分析电器设备的能量平衡、确定各部分的发热量、 考虑散热损失。
有限元分析法
定义
有限元分析法是一种数值分析方法，通过将连续的求解域离散为一组有限个、且按一定方 式相互联结在一起的单元组合体，从而将复杂的热分析问题简化为求解有限个未知量的近 似值问题。
绿色能源的利用
01
太阳能供电
利用太阳能电池板为电器供电， 减少对传统能源的依赖，降低碳 排放。
风能供电
02
03
节能设计
结合风力发电机，为电器提供绿 色能源，尤其适用于户外和偏远 地区。
电气发热
变压器的热损失计算公式:
△Pb=Pbk+0.8Pbd
△Pb-变压器的热损失(kW)
Pbk-变压器的空载损耗(kW)
Pbd-变压器的短路损耗(kW)
2 高压开关柜——高压开关柜损耗按每台200W估算
3 高压电容器柜——高压电容器柜损耗按3W/kvar估算
变压器发热量（Kw)=0.0126~0.0152x变压器的功率(KVA)
提供我们(国铁SSDI)常用的设备发热量值共大家参考使用，我们的暖通专业是要求提供这些数据来计算变电所的通风量的。
0.4kV低压柜:0.6KW/面
蓄电池屏 0.1KW/面
交流屏：0.3kw/面
直流屏:0.3KW/面
一般说来，配电室的室内温度不超过40即可，通风是可以解Байду номын сангаас问题的，跟甲方沟通一下。如果一定要空调（即使做，30度我认为没有必要这么低），这个最好是有实例参考，我记得论坛九头鸟版主曾经做过类似的项目，效果还不错。他当时的大致计算如下（变压器电气专业是能提供散热量的）：
高低压配电房热负荷计算表
4 低压开关柜——低压开关柜损耗按每台300W估算
5 低压电容器柜——低压电容器柜损耗按4W/kvar估算
6 电缆损耗——各种动力电缆及导线的热损失按各传动机械电机功率的0.5%计算
7 围护结构
8 照明负荷
交直流母线的热损失按传输功率的0.25%计算
各种动力电缆及导线的热损失可取为各传动机械电机功率的0.5%计算
35kv开关柜：0.8kw/面
35/0.4变压器：17.2kw/面