PC热降解与稳定

PC热降解与稳定
PC热降解与稳定

聚碳酸酯热降解与稳定性的研究进展

来源:中国化工信息网 2008年12月10日

聚碳酸酯热降解与稳定性的研究进展

聚碳酸酯(PC)是20世纪60年代初发展起来的一种综合性能优良的热塑性工程塑料,具有突出的冲击韧性、透明性和尺寸稳定性,优良的力学强度、电绝缘性,使用温度范围宽,良好的耐蠕变性、耐候性及自熄性。但也存在对缺口敏感,容易发生应力开裂、熔体黏度大、流动性差的缺点,为此需要对聚碳酗旨进行改性,如开发新的聚碳酸酯产品、增强改性、增韧改性等。目前,聚碳酸酯广泛用于电子、电器、汽车、光学材料等领域。此外由于PC分子链中存在对水及热都比较敏感的碳酸酯键,在高温有氧及潮湿环境下PC的分子链会不同程度的降解,严重影响了其性能。由于PC的阻燃性能、成型加工性能及在工程应用中的老化问题等都与PC的热降解性能密切相关,近年来,对聚碳酸酯热稳定性及热降解机理的研究受到极大的关注。

1 影响PC热稳定性的因素

由于聚碳酸酯制备方法和生产工艺的不同,其热稳定性有较大的差别,端基结构、摩尔质量及其分布及不同添加剂等对PC的热稳定性影响较大。

1.1 PC端基对其热稳定性的影响

聚碳酸酯大分子的端基是影响树脂热稳定性的主要因素之一。Montaud等人通过MALDI-TOF等检测手段分析了分别以苯基及异丁基苯为端基的两种不同的PC在空气氛围下的热降解过程,发现后者在空气条件下的降解过程比前者要慢,认为这是由于异丁基分解产生的共振稳定的自由基能起抗氧剂的作用的结果。通过四氢呋喃不溶物分别在300cC及350cC下对加热时间做图发现,在300℃时,加热180m_in后两种PC降解后产生的不溶物量均达到了10%,但是以异丁基为端基的PC(PCI)在2h后不溶物含量开始上升,比以苯基为端基的PC(PC2)推迟了40min,而在350℃时180min后,PCI中不溶物的含量(20%)较PC2(30%)少了10%。他们认为在PCI中降解交联过程要慢些,不同聚合方法得到不同端基。酯交换法制得的PC产品理论上可能得到羟端基和苯氧端基,光气法制得的PC产品在端基封锁之前可官得到羟端基和酰氯端基,酰氯端基水解得到羧端基。高温下羟基会引起酯类醇解,羧基会促使酯类酸性水解,并将进一步发生游离基连

锁降解。

1.2 相对分子质量及其分布对PC热稳定性的影响

相对分子质量和相对分子质量分布对聚碳酸酯的热稳定性也有显著影响。AdamGA 等人通过不同摩尔质量的PC的降解性能,TGA表明,摩尔质量对于聚碳酸酯整个降解过程均有影响,并且摩尔质量越小,降解温度越低。王克强等人除用重均摩尔质量(Mw)、数均摩尔质量(Mn)和Mw/ Mn表征PC相对分子质量大小和分布宽度外,同时采用相对分

子质量分布曲线上的高低摩尔质量尾端起始相对分子质量(M

90-Mp,Mp-M

10

),作为表明相

对分子质量分布的两尾端分布情况的参考参数,分析研究了这些参数与PC热稳定性之间的关系。相对分子质量分布的各种参数值基本无差异的各PC样品,其热稳定性基本相同。而具有相同Mw的PC样品,相对分子质量分布宽、低相对分子质量含量高的PC

热稳定性较差。

1.3 降解氛围对PC热稳定性的影响

降解氛围对于PC的降解也有一定的影响。Jang等人对以叔丁基苯酚封端的双酚

A

聚碳酸树脂在空气及氮气中的热降解行为进行了研究。PC在空气中的降解产物与在N

2

下的非常相似,主要不同在于降解初始阶段,FIIR检测到聚合物中不仅有酯基,还有其他含羰基化合物存在,例如:醛、酮等,并巳此阶段也检测出了更多的支链产物。由

于空气中氧气的存在,PC起始降解温度较N

2

环境下降低了50℃,而在主要的降解阶段,

PC在空气下的降解速率却小于N

2

中的降解速率。

1.4 加工助剂对PC热稳定性的影响

PC在应用中往往会添加一些助剂以改善PC的阻燃性能、加工性能、缺口冲击强度等。这些助剂对PC的热稳定性也将产生一定的影响。Jiang等人研究了作为偶联剂的甲基三甲氧基硅烷和钛酸四丁酯对PC热稳定性的影响。DTA和TGA测试数据表明,甲基三甲氧基硅烷对PC热稳定性影响很小,而用钛酸四丁酯处理的PC的玻璃化转变温度和开始热失重的温度都比PC的相应温度低得多。这可能是由于钛酸四丁酯与PC间发生反应,使PC大分子链易于断裂,造成PC的热稳定性下降。在PC中添加钛酸钾晶须后,会使PC的热稳定性变差,这是因为钛酸钾晶须具有碱性,PC在碱性环境中更易于降解。当钛酸钾晶须用偶联剂甲基三甲氧基硅烷和钛酸四丁酯处理后,与PC共混,热稳定性变得更差,这一结果表明甲基三甲氧基硅烷和钛酸钾晶须对PC的热降解具有协同增效

作用。

Xu等人采用热重分析(TGA)、凝胶渗透色谱(GPC)、气相色谱-质谱(GC-MS)等手段研究了甲苯磺酸钠(NaTS)、甲苯磺酸锌(ZnTS)、苯甲酸钠(NaBz)‘和磺酸锌聚苯乙烯离子交联聚合物(ZnSPS)对双酚A型聚碳酸酯热稳定性的影响。PC-ZnTS、PC-NaTS的TG

曲线与纯PC的相似,在N

2

气氛下都呈现两步降解过程。但PC-ZnTS、PC-NaTS比纯PC 的降解温度明显低,在PC中加入质量分数1.0%的甲苯磺酸盐,在N:气氛下使PC的降解温度从536℃分别降为440℃(对于PC-ZnTS)和459℃(对于PC-NaTS),即在PC加入甲苯磺酸盐使PC的热稳定性下降。PC-甲苯磺酸盐的主要不稳定因素是温度高于350QC

后甲苯磺酸盐脱磺酸基生成的SO

2和H

2

O促进了PC的降解。另外,在高温下PC将进行

酯交换反应,使PC降解产生低相对分子质量的产物,如二苯基碳酸酯、苯酚等,金属甲苯磺酸盐脱磺酸基生成的亚硫酸会对这一酯交换反应起催化作用,从而加速PC降解。 NaBz对PC热稳定性的影响不同于甲苯磺酸盐。PC-NaBz呈现了三步降解过程,开始降解的温度比纯PC和NaBz的都要低100℃以上。热稳定性降低的主要原因是芳基羧酸盐在200℃左右就能与PC发生反应,这是由于羧基对碳酸酯基的亲核进攻,造成PC 大分子链断裂生成挥发性的产物。另外,对PC-ZnSPS的热稳定性进行研究,与芳基磺酸盐相似,ZnSPS不直接与PC反应,其主要的不稳定因素来自于脱磺酸基生.成的SO

2

、水和亚硫酸。虽然芳基磺酸盐在300℃以下不发生脱磺酸基反应,但是在ZnSPS存在下,PC在300 ℃以下还有一定的降解,因为离子交联聚合物具有吸湿性及磺酸锌与羰基发生配位作用,促使PC更易进行酯交换反应,同时,他们认为,锌正离子对于碳基氧进

行亲电取代,也使得聚碳酸酯降解。

Bozi等人通过TG/MS、Py-GC/MS等手段研究了阻燃剂四溴双酚A(TBBP)、多磷酸铵盐(APP)、磷酸三(2,4-二异丁基苯)酯(TBP)对PC热稳定性的影响。测试数据表明:TBBP 的加入使得PC热稳定性略微降低,这是由于TBBP受热分解出的HBr对于PC降解有一定的促进作用,在550cC时PC的降解增强,但700℃时,PC残留率没有很明显的差别。TPP及TBP的加入减少了降解总量,他们认为这是由于阻燃剂在受热情况下形成的炭层迁移至PC表明形成隔热层从而减少PC降解,但在300-400℃时,含有APP的PC有一定的降解,因为,APP中铵的存在对PC降解有一定的碱催化作用。

2 PC热降解机理

关于PC的热降解过程及机理方面已有不少报道,尤其是双酚A型聚碳酸酯的研究。

Jang等研究者应用TGA/FrlR、GC/MS、LC/MS等表征手段研究了双酚A型聚碳酸酯在N

2环境下的热降解机理,研究结果表明,碳酸酯键的水解、醇解及异亚丙基的链断裂为主

要的降解途径,通过FFIR检测到整个降解过程中均有CO

2及H

2

O产生。

在降解的初始阶段,有叔丁基苯酚、碳酸二.(4’-二叔丁基苯)酯生成,这表明在PC的链端发生了断裂,同时还有醚化合物生成,这意味着碳酸酯键进行了重排,在此阶段,双酚A不是主要的降解产物。随着降解的进行,失重的增加,有更多的苯酚类化合物生成,如苯酚、对甲基苯酚、对乙基苯酚、对异丙基苯酚等,在降解最后阶段,双酚A成为最重要的降解产物,这是由链沿弱键断裂及碳酸酯键的醇解/水解而产生的。除初始阶段外,后续的降解过程中产物无性质上的差异。降解中有大量的碳酸酯类产物生成,表明异亚丙基链的断裂是PC降解的主要途径。在PC的主要降解阶段,还检测出有1,1’-二(4-羟基苯基)乙烷的生成。这意味着在PC的异亚丙基上出现了甲基断裂的过程,这可以从PC的键离解能大小得到解释。然而碳酸酯键还易与水和醇反应,因

此降解不一定完全按键的离解能大小进行。

另外,实验还对PC在空气中的降解行为进行了研究L12/,结果呈现出一定的差异,他们认为这是由于氧气的存在,使得PC在降解过程中形成了过氧化物,过氧化物离解并与其他自由基反应,产生醛、酮并发生支化反应。

Montaud等人通过MALDI-TOF等检测手段分析了分别以苯基及异丁基苯为端基的两种不同的PC在空气氛围下的热降解过程,提出PC的主要降解途径是通过分子内的酯交

换进行碳酸酯键的重排及异亚丙基的歧化。

Oba等人通过反应性裂解一气相色谱检测出在PC降解过程中产生的支化及交联结构,这些结构是由Kolbe-Schmitt重排及自由基偶合产生的。

对于PC降解机理的研究目前已有不少报道,但是由于聚碳酸酯端基或降解条件的不同,人们对PC降解机理的认识还存在一定的差异。

3 提高PC热稳定性的途径与方法

PC降解对其加工性能、力学性能、使用性能及透明性均有很大影响,因此,研究通过何种方法提高PC的热稳定性尤其重要。主要途径有:控制摩尔质量及其分布、端基基团、水分含量,加入小分子添加剂,化学改性等。

3.1 控制摩尔质量及其分布

一般认为,为提高聚碳酸酯的稳定性,相对分子质量低于1.1×104部分应尽量少,提高聚碳酸酯的热稳定性,可以通过适当提高PC树脂的平均相对分子质量和减小树脂相对分子质量分布宽度,降低相对分子质量含量来实现。因为相对分子质量越大,羟端基及羧端基含量越低、活性越弱,摩尔质量分布越窄,低摩尔质量羟端基及羧端基含量

降低。

3.2 改变端基

通过封端的方法也可达到提高PC热稳定性的效果。如前所述,不同的端基对PC热稳定性有不同的影响,因此,尽量减少羟端基和羧端基,用苯氧基为端基可提高PC的热稳定性。酯交换法生产中,碳酸二苯酯过量可能得到分子链两端多为苯氧基产物,同时必须在反应中采取措施以使羟端基尽量除尽。在光气法中可采用单官能团物质对聚碳

酸酯进行封端。` 3.3水分的控制

PC中的碳酸酯键对水分比较敏感,容易吸水分解,在高温下即使微量水分也会造成降解而放出二氧化碳等气体,致使树脂变色,相对分子质量急剧下降,制品性能变坏,所以原料在成型之前必须严格干燥,经过干燥的PC很快会再吸湿,所以注塑机要有保温装置,使得水分质量分数在0.02%以下,常用的于燥方法有:常压下热风干燥,温度110-120 cC,时间约24h,料层厚度不超过3cm。

3.4 加入小分子助剂

在加工PC过程中,往往也通过添加一些小分子助剂如:热稳定剂、抗氧剂等以提高PC的热稳定性,聂得林等人研究了加入不同抗氧剂体系聚碳酸酯在加工条件下的热稳定性。TGA数据表明,在三种不同的体系中(A-不加抗氧剂;B-单纯加入主辅抗氧剂;C-主辅抗氧剂与内酯稳定剂配合),样品经一次挤出后的起始分解温度和降解温度相差不大,但是经四次挤出后A样品的起始降解温度及降解温度明显低于C样品。同时,经挤出一次及四次后,C样品的缺口冲击强度明显高于A及B样品。这些实验数据表明,与单纯的酚类抗氧剂和亚磷酯类抗氧剂互配的体系相比,内酯稳定剂的加入对PC得热

稳定性有明显的促进作用。

3.5 化学改性

此外,对PC进行化学改性也是提高PC热稳定性的方法之一。20世纪70年代末,GE公司研发的一种新型聚碳酸酯一聚酯碳酸酯,其连续使用温度高达160-170℃,高于普通双酚A型聚碳酸酯(110~120℃),它是聚芳酯和聚碳酸酯的无规嵌段共聚物。在双酚A型聚碳酸酯主链上引入醚键也改进PC的耐热性能。另外,在PC基体树脂中加入玻璃纤维、蒙脱土等纳米材料可较大幅度提高其耐热性。

4 总结

诸多因素影响聚碳酸酯的热降解行为及热稳定性。聚碳酸酯端基不同,降解条件不同,降解机理可能不同,降解产物也会有差异,各种添加剂对于聚碳酸酯热稳定性会有一定的影响。通过采用恰当的聚合方法,适当提高聚碳酸酯的摩尔质量,减小摩尔质量分散性,降低低摩尔质量聚合物含量,采用合适的单官能团物质对聚碳酸酯进行封端,可一定程度提高聚碳酸酯的热稳定性。同时,在聚碳酸酯加工中加入适当的抗氧剂或热稳定剂体系,对其进行化学共混改性,对于聚碳酸酯的热稳定性也有一定提高,从而提

高聚碳酸酯的力学性能及使用性能。

热分解反应动力学研究

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恒定,dt dT =φ,代入(3)得 )(/αφ α f e A dT d RT E -= (4) 1) 积分法: dT e A f d RT E T /00)(-?? =φααα (5) 采用Coast-Redfern 法,近似求解积分得到 T R E E RT E AR T g 1303.2]21[log ]) (log[2?--=φα (6) 作2) (log T g α—1/T 图, 由直线(Y=a+bX)斜率可求E ;结合截距 求A. 2) 微分法:(4)式两边取对数,并对dT d α,α和T 进行微分,得到 )(log )1(303.2log αα f d T d R E dt d d +-= (5)’ 若n f )1()(αα-=,代入上式并以差减方式表示: )1log(1 303.2log αα -?+?-=?n T R E dt d (6)’ 两边处以)1log(α-?,得到 n T R E dt d +-???-=-??)1log() 1(303.2)1log() /log(ααα (6)’’ 对)1log() /log(αα-??dt d —)1log()1(α-??T 作图为一直线,其斜率为R E 303.2-, 截距为n 。

水热-固相热解法制备不同形貌的

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? 当同一平面内导体1l 和2l 分别流过1I 和2I 电流时(见图1),导体1l 上的电动力计 算 h F K I I 4210 π μ= 式中 F ——导体1l 上的电动力(N ) 0μ——真空磁导率,m H 60104.0-?=πμ; 1I 、2I ——流过导体1l 和2l 的电流(A ); h K ——回路系数,见表1。 图1 圆细导体上的电动力 表1 回路系数h K 表 两导体相互位置及示意图 h K 平 行 21l l = ∞=1l 时,a l K h 2= ∞≠1l 时,?? ? ???-+=l a l a a l K h 2)(12 21l l ≠ 22 2) ()(1l a m l a l a K h ++-+= 22)()1(l a m +-- l a m =

? 当导体1l 和2l 分别流过1I 和2I 电流时,沿1l 导体任意单位长度上各点的电动力计 算 f 124K f I I d μ= π 式中 f ——1l 导体任意单位长度上的电动力(m N ); f K ——与同一平面内两导体的长度和相互位置有关的系数,见表2。 表2 f K 系数表

4.1.2 两平行矩形截面导体上的电动力计算 两矩形导体(母线)在b <<a ,且b >>h 的情况下,其单位长度上的电动力F 的 计算见表3。 当矩形导体的b 与a 和h 的尺寸相比不可忽略时,可按下式计算 712 210x L F I I K a -=? 式中 F -两导体相互作用的电动力,N ; L -母线支承点间的距离,m ; a -导体间距,m ; 1I 、2I -流过两个矩形母线的电流,A ; x K -导体截面形状系数; 表3 两矩形导体单位长度上的电动力 4.1.3 三相母线短路时的电动力计算

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图3 碳酸氢钠溶液的热分解 图4 1.4实验分析 碳酸氢钠固体的热分解实验操作较为简单,干扰因素很少,图像较完整,100.2℃开始分解。但是由于其分解温度较低,酒精灯升温速度较快,不利于观察持续变化过程,再加上可能会出现固体受热不均现象,而使测量结果出现偏差,所以,在加热过程中,先匀速移动酒精灯给试管底部加热,再集中对高温传感器探头所在位置加热。图像中的突变问题可能是由于温度升高后,分解速率加快所致。不足之处就是由于CO2传感器量程的局限性,未能测出其分解完全时与温度的动态关系。 碳酸氢钠溶液的热分解,给我们的认识带来较大冲击,20℃左右其就开始分解了,只不过速率较慢,随着温度的升高,分解速率逐渐加快,在76℃左右时,CO2浓度发生突变,开始急剧分解,但是在整个分解过程中,出现了CO2浓度下降,后来又急剧升高的现象,可能是水蒸汽附在传感器表面造成的影响,待水蒸汽冷凝滴下后,传感器测出的CO2浓度又恢复正常。 2.实验总结 通过实验可以看出,碳酸氢钠固体的分解比其溶液分解温度要高。碳酸氢钠固体分解温度在100.2℃左右,这与东南大学能源与环境学院的赵传文等进行的热重分析法测定结果较为吻合,考虑到反应气氛、升温速率、压强等对于其分解速率可能会带来影响,该测定结果主要针对常压、空气中加热做的分析,在以后的研究中,将对升温速率的控制做进一步的思考改进。 而碳酸氢钠溶液常温下就可以分解,只是速率较慢,温度升高后,分解速率会加快,在76℃左右开始急剧分解。这一结论对于我们理解中学化学中很多与此有关的内容时,有很好

动热稳定原则

1.定义: 热稳定电流是老的称呼,现称:额定短时耐受电流(I K) 在规定的使用和性能条件下,在规定的短时间内,开关设备和控制设备在合闸位置能够承载的电流的有效值。 额定短时耐受电流的标准值应当从GB762中规定的R10系列中选取,并应该等于开关设备和控制设备的短路额定值。 注:R10系列包括数字1,1.25,1.6,2,2.5,3.15,4,5,6.3,8及其与10n的乘积 动稳定电流是老的称呼,现称:额定峰值耐受电流(I P) 在规定的使用和性能条件下,开关设备和控制设备在合闸位置能够承载的额定短时耐受电流第一个大半波的电流峰值。 额定峰值耐受电流应该等于2.5倍额定短时耐受电流。 注:按照系统的特性,可能需要高于2.5倍额定短时耐受电流的数值。 额定短路持续时间(t k)8] 开关设备和控制设备在合闸位置能承载额定短时耐受电流的时间间隔。 额定短路持续时间的标准值为2s。 如果需要,可以选取小于或大于2s的值。推荐值为0.5s,1s,3s和4s。 2.根据额定短时耐受电流来确定导体截面: GB3906[附录D]中公式:S=I/a√(t△θ) 式中:I--额定短时耐受电流;a—材质系数,铜为13,铝为8.5;t--额定短路持续时间;△θ—温升(K),对于裸导体一般取180K,对于4S持续时间取215K。 则: 25KA/4S系统铜母线最小截面积S=(25/13)*√4/215=260 mm2 31.5KA/4S系统铜母线最小截面积S=(31.5/13)*√4/215=330 mm2 40KA/4S系统铜母线最小截面积S=(40/13)*√4/215=420 mm2 63KA/4S系统铜母线最小截面积S=(63/13)*√4/215=660 mm2 80KA/4S系统铜母线最小截面积S=(80/13)*√4/215=840 mm2 接地母线按系统额定短时耐受电流的86.7%考虑: 25KA/4S系统接地铜母线最小截面积S=260*86.7% =225mm2 31.5KA/4S系统接地铜母线最小截面积S=330*86.7% =287mm2 40KA/4S系统接地铜母线最小截面积S=420*86.7% =370mm2 63KA/4S系统接地铜母线最小截面积S=660*86.7% =580mm2 80KA/4S系统接地铜母线最小截面积S=840*86.7% =730mm2 根据以上计算,总结所用TMY的最小规格如下: ∝jf 10jf 议采用以上计算. 3.根据额定峰值耐受电流来确定铜母线最大跨距(两个支撑间的最大距离) 原则:作用在母线上的作用应力kg/cm≤母线允许应力; 公式:△ js =1.76L2i ch 2*10-3/aW≤△ y;

实验六 差热分析草酸钙的热分解过程

实验六差热分析草酸钙的热分解过程 一、实验目的 1. 掌握差热分析法的基本原理。 2. 了解热分析仪的结构,掌握仪器的基本操作。 3. 利用差热分析技术研究草酸钙的热分解过程。 二、实验原理 热分析是在程序控制温度下测量物质的物理性质与温度关系的一类技术。程序控制温度一般是指线性升温或线性降温,也包括恒温、循环或非线性升温、降温。物质性质包括质量、温度、热焓变化、尺寸、机械特性、声学特性、电学和磁学特性等等。 在热分析技术中,热重法是指在程序控制温度下,测量物质质量与温度关系的一种技术,被测参数为质量(通常为重量),检测装置为“热天平”,热重法测试得到的曲线称为热重曲线(TG)。热重曲线以质量作为纵坐标,可以用重量、总重量减少的百分数、重量剩余百分数或分解分数表示。曲线从上往下表示质量减少,以温度(或时间)作横坐标,从左向右表示温度(或时间)增加,所得到的重量变化对温度的关系曲线则称之为热重曲线。 热重法的主要特点是定量性强,能准确地测量物质质量变化及变化的速率。在正常的情况下,热重曲线的水平部分看作是恒定重量的特征,变化最陡峭的部分,可以给出重量变化的斜率,曲线的形状和解析取决于试验条件的稳定性。热重曲线开始偏离水平部分的温度为反应的起始温度,测量物质的质量是在加热情况下测量试样随温度的变化,如含水和化合物的脱水,无机和有机化合物的热分解。物质在加热过程中与周围气氛的作用,固体或液体物质的升华和蒸发等,都是在加热过程中伴随有重量的变化。 从热重法派生出微商热重法(DTG)和二阶微商法(DDTG),前者是TG 曲线对温度(或时间)的一阶导数,后者是TG 曲线的二阶导数。 差热分析(DTA)是在程序控制温度下,测量物质与参比物之间的温度差与温度函数关系的一种技术,只要被测物质在所用的温度范围内具有热活性,则热效应联系着物理或化学变化,在所记录的差热曲线上呈现一系列的热效应峰,峰

选择电流互感器的动稳定和短时热电流的方法

选择电流互感器的动稳定和短时热电流的方法 来源:中国论文下载中心 [ 06-02-28 16:33:00 ] 作者:李世平编辑:studa9ngns 摘要:本文分析了电网短路电流的特点,结合10kV的具体情况,介绍了根据电网短路电流选择电流互感器的额定动稳定电流和短时热电流的方法。 关键词:电网短路电流电流互感器 随着我国的电力系统的传输容量越来越大,系统的短路容量快速增加。以10kV系统为例,短路容量从以前的几千安增大到了几十千安。我国以前生产的电流互感器的额定动稳定电流和额定短时热电流(以下简称动稳定电流和短时热电流)是按照当时电力系统短路容量设计的,其值都比较小,目前,这种变化给电力系统的安全运行带来的隐患没有引起有关人员的高度注意,更没有及时对运行中的电流互感器的动、短时热稳定电流进行校核,及时更好不满足要求的电流互感器,各电网经常发生电流互感器的爆炸事故,造成不必要的损失。 这种爆炸事故不但会造成电流互感器本身的损坏,而且还会引起断路器等其它设备的损坏,每次事故的损失都比较严重。因此,大家应十分重视电流互感器的动、短时热稳定电流的选择和校核工作。 电流互感器额定动稳定、短时热电流和试验方法 电流互感器的短时热电流(Ith)是在二次绕组短路的情况下,电流互感器在一秒钟内承受住且无损伤的最大一次电流方均根值。而额定动稳定电流(Idyn)是在二次绕组短路的情况下,电流互感器能承受其电磁力的作用而无电气或机械损伤的最大一次电流峰值。并且,动稳定电流通常为短时热电流的2.5倍。 在电流互感器的型式试验中,需试验电流互感器的动稳定电流和短时热电流是否达到铭牌值,其短时热电流的试验方法:对于短时热电流(Ith)试验,互感器的初始温度应在5~40℃之间,本试验应在二次绕组短路下进行,所加电流I 和持续时间t应满足(I2t) 不小于,且t在0.5~5s之间。 动稳定试验应在二次绕组短路下进行,所加一次电流的峰值,至少有一个峰不小于额定动稳定电流(Idyn)。 动稳定试验可以与上述热试验合并进行,只需试验中电流第一个主峰值不小于额定动稳定电流(Idyn)。 二、电力系统短路电流计算 在电力系统中,一般三相短路电流数值较大,产生的电动力和发热也最严重。在确定电流互感器动稳定和短时热电流时,可以只根据三相短路电流来选择,而不必考虑系统中的中性点是否接地。

动热稳定母排选择

电气基础知识:热稳定与动稳定 论坛发言时,发现有的人对动热稳定的运用不是很熟。现整理如下,希望得到大家的支持和认可,毕竟花费了我许多时间。不当之处请指正。 1.定义: 热稳定电流是老的称呼,现称:额定短时耐受电流(I K) 在规定的使用和性能条件下,在规定的短时间内,开关设备和控制设备在合闸位置能够承载的电流的有效值。 额定短时耐受电流的标准值应当从GB762中规定的R10系列中选取,并应该等于开关设备和控制设备的短路额定值。 注:R10系列包括数字1,1.25,1.6,2,2.5,3.15,4,5,6.3,8及其与10n的乘积 动稳定电流是老的称呼,现称:额定峰值耐受电流(I P) 在规定的使用和性能条件下,开关设备和控制设备在合闸位置能够承载的额定短时耐受电流第一个大半波的电流峰值。 额定峰值耐受电流应该等于2.5倍额定短时耐受电流。 注:按照系统的特性,可能需要高于2.5倍额定短时耐受电流的数值。 额定短路持续时间(t k) 开关设备和控制设备在合闸位置能承载额定短时耐受电流的时间间隔。 额定短路持续时间的标准值为2s。 如果需要,可以选取小于或大于2s的值。推荐值为0.5s,1s,3s和4s。 2.根据额定短时耐受电流来确定导体截面: GB3906[附录D]中公式:S=I/a√(t△θ) 式中:I--额定短时耐受电流;a—材质系数,铜为13,铝为8.5;t--额定短路持续时间;△θ—温升(K),对于裸导体一般取180K,对于4S持续时间取215K。 则: 25KA/4S系统铜母线最小截面积S=(25/13)*√4/215=260 mm2 31.5KA/4S系统铜母线最小截面积S=(31.5/13)*√4/215=330 mm2

热裂解过程的化学反应与反应机理

第一章烃类热裂解 第一节热裂解过程的化学反应与反应机理问题1:什么叫烃类热裂解过程的一次反应和二次反应? 烃类热裂解的过程是很复杂的,即使是单一组分裂解也会得到十分复杂的产物,例如乙烷热裂解的产物就有氢,甲烷,乙烯,丙烯,丙烷,丁烯,丁二烯,芳烃和碳等以上组分,并含有未反应的乙烷。 因此,必须研究烃类热裂解的化学变化过程与反应机理,以便掌握其内在规律。 烃类裂解过程按先后顺序可划分为一次反应和二次反应。

◆一次反应:由原料烃类经热裂解生成乙烯和丙烯的反应。 ◆二次反应:主要是指一次反应生成的乙烯,丙烯等低级稀烃进一步发生反应生成多种产物,甚至最后生成焦或碳。 一.烃类热裂解的一次反应 问题2:什么叫键能? 问题3:简述烷烃热裂解一次反应的规律性。(一)烷烃热裂解 1.脱氢反应: C n H2n+2==C n H2n+H2 2.断链反应: C m+n H2(m+n)+2==C m H2m+C n H2n+2 3.裂解的规律性 表1-2各种键能比较

碳氢键键能,kJ/mol H3C—H 426. 8 CH3CH2—H 405. 8 CH3CH2CH2—H 397. 5 CH3—CH—H 384. 9 CH3 CH3CH2CH2CH2—H 393. 2 CH3CH2CH—H 376. 6 CH3 CH3 CH3—C—H 364 CH3 C—H (一般) 378. 7 碳碳键键能,kJ/mol

CH3—CH3346 CH3—CH2—CH3343. 1 CH3CH2—CH2—CH3338. 9 CH3CH2CH2—CH3341. 8 CH3 H3C—C—CH3314. 6 CH3 CH3CH2CH2—325. 1 CH2CH2CH3 CH3CH(CH3)—310. 9 CH(CH3)CH3 (1)◆键能:是把化合物该键断裂并把生成的基团分开所需的能量(0 K基准)。 I同碳原子数的烷烃,C—H键能大于C—

动稳定和热稳定的计算.

电气的热稳定与动稳定 1.定义: 热稳定电流是老的称呼,现称:额定短时耐受电流(I K) 电流通过导体时,导体要产生热量,并且该热量与电流的平方成正比,当有短路电流通过导体时,将产生巨大的热量,由于短路时间很短,热量来不及向周围介质散发,衡量电路及元件在这很短的时间里,能否承受短路时巨大热量的能力为热稳定(在规定的使用和性能条件下,在规定的短时间内,开关设备和控制设备在合闸位置能够承载的短路电流的有效值)。 额定短时耐受电流的标准值应当从GB762中规定的R10系列中选取,并应该等于开关设备和控制设备的短路额定值。 注:R10系列包括数字1,1.25,1.6,2,2.5,3.15,4,5,6.3,8及其与10n的乘积 动稳定电流是老的称呼,现称:额定峰值耐受电流(I P) 短路电流、短路冲击电流通过导体时,相邻载流导体间将产生巨大的电动力,衡量电路及元件能否承受短路时最大电动力的这种能力,称作动稳定(在规定的使用和性能条件下,开关设备和控制设备在合闸位置能够承载的额定短时耐受电流第一个大半波的电流峰值)。 额定峰值耐受电流应该等于2.5倍额定短时耐受电流。 注:按照系统的特性,可能需要高于2.5倍额定短时耐受电流的数值。 额定短路持续时间(t k) 开关设备和控制设备在合闸位置能承载额定短时耐受电流的时间间隔。 额定短路持续时间的标准值为2s。 如果需要,可以选取小于或大于2s的值。推荐值为0.5s,1s,3s和4s。

2.根据额定短时耐受电流来确定导体截面: GB3906[附录D]中公式:S=I/a√(t/△θ) 式中:I--额定短时耐受电流(A);a—材质系数,铜为13,铝为8.5;t--额定短路持续时间(S);△θ—温升(K),对于裸导体一般取180K,对于4S持续时间取215K。则: 25KA/4S系统铜母线最小截面积S=(25/13)*√4/215=260 mm2 31.5KA/4S系统铜母线最小截面积S=(31.5/13)*√4/215=330 mm2 40KA/4S系统铜母线最小截面积S=(40/13)*√4/215=420 mm2 63KA/4S系统铜母线最小截面积S=(63/13)*√4/215=660 mm2 80KA/4S系统铜母线最小截面积S=(80/13)*√4/215=840 mm2 接地母线按系统额定短时耐受电流的86.7%考虑: 25KA/4S系统接地铜母线最小截面积S=260*86.7% =225mm2 31.5KA/4S系统接地铜母线最小截面积S=330*86.7% =287mm2 40KA/4S系统接地铜母线最小截面积S=420*86.7% =370mm2 63KA/4S系统接地铜母线最小截面积S=660*86.7% =580mm2 80KA/4S系统接地铜母线最小截面积S=840*86.7% =730mm2 根据以上计算,总结所用TMY的最小规格如下: 有人采用:S=I∝√t k jf 10/165;k jf:集肤效应系数-TMY取1.15计算结果偏大,建议采用以上计算。

最新动热稳定母排选择

1 电气基础知识:热稳定与动稳定 2 论坛发言时,发现有的人对动热稳定的运用不是很熟。现整理如下,希望得3 到大家的支持和认可,毕竟花费了我许多时间。不当之处请指正。 4 1.定义: 5 热稳定电流是老的称呼,现称:额定短时耐受电流(I K) 6 在规定的使用和性能条件下,在规定的短时间内,开关设备和控制7 设备在合闸位置能够承载的电流的有效值。 8 额定短时耐受电流的标准值应当从GB762中规定的R10系列中选取,9 并应该等于开关设备和控制设备的短路额定值。 10 注:R10系列包括数字1,1.25,1.6,2,2.5,3.15,4,5,6.3,11 8及其与10n的乘积 12 动稳定电流是老的称呼,现称:额定峰值耐受电流(I P) 13 在规定的使用和性能条件下,开关设备和控制设备在合闸位置能够14 承载的额定短时耐受电流第一个大半波的电流峰值。 15 额定峰值耐受电流应该等于2.5倍额定短时耐受电流。 16 注:按照系统的特性,可能需要高于2.5倍额定短时耐受电流的数17 值。 18 额定短路持续时间(t k) 19 开关设备和控制设备在合闸位置能承载额定短时耐受电流的时间间20 隔。 21 额定短路持续时间的标准值为2s。 22 如果需要,可以选取小于或大于2s的值。推荐值为0.5s,1s,3s和4 23 s。

24 2.根据额定短时耐受电流来确定导体截面: 25 GB3906[附录D]中公式:S=I/a√(t△θ) 26 式中:I--额定短时耐受电流;a—材质系数,铜为13,铝为8.5;t--额定短27 路持续时间;△θ—温升(K),对于裸导体一般取180K,对于4S持续时间取28 215K。 29 则: 30 25KA/4S系统铜母线最小截面积S=(25/13)*√4/215=260 mm2 31 31.5KA/4S系统铜母线最小截面积S=(31.5/13)*√4/215=330 mm2 32 40KA/4S系统铜母线最小截面积S=(40/13)*√4/215=420 mm2 33 63KA/4S系统铜母线最小截面积S=(63/13)*√4/215=660 mm2 34 80KA/4S系统铜母线最小截面积S=(80/13)*√4/215=840 mm2 35 接地母线按系统额定短时耐受电流的86.7%考虑: 36 25KA/4S系统接地铜母线最小截面积S=260*86.7% =225mm2 37 31.5KA/4S系统接地铜母线最小截面积S=330*86.7% =287mm2 38 40KA/4S系统接地铜母线最小截面积S=420*86.7% =370mm2 39 63KA/4S系统接地铜母线最小截面积S=660*86.7% =580mm2 40 80KA/4S系统接地铜母线最小截面积S=840*86.7% =730mm2 41 根据以上计算,总结所用TMY的最小规格如下: 42

船舶配电板中汇流排动稳定、热稳定计算

1.1 AC380V 主汇流排的选择 AC380V 主汇流排型号选择为TMY-20mm ×3mm 。 1.2 AC380V 主汇流排长期发热允许电流选择 AC380V 主汇流排母线按长期发热允许电流选择,AC380V 主汇流排最大长期持续工作电流为115.5A 。 根据环境条件对导体额定值进行修正:环境温度影响散热条件, 40℃时的修正系数)K 0a1a1θθθθ--=,其中 a1θ为长期发热允许温度, θ为实际环境温度,裸导体的0θ=25℃,因此816.0)25704070)K 0a1a1=--=--=θθθθ ; TMY-20mm ×3mm 规格汇流排的载流量Ia 为250A ,因此经过修正后主汇流排长期允许电流值: Ia1=K ×Ia=0.816×250=204A >115.5A 因此,选择20mm ×3mm 规格铜排满足载流量的要求。 1.3 AC380V 主汇流排校验热稳定 根据CCS 钢制海船入级规范,第3.3.3.1条可知,汇流排的最大允许温升为45K (环境空气温度为45℃时); 依据《GB 7251.1-2013 低压成套开关设备和控制设备》附录B 可知,短路电流引起热应力的情况下,保护导体截面积计算公式如下: 其中Sp 为导体的截面积,单位mm 2; I 在阻抗可忽略的条件下,流过电器的故障电流值或短路电流值(方均根值),单位A ; t 保护分断时间,单位s ; 依据《GB 50054-2011 低压配电设计规范》可知 )1(I ) 20(20i i f e n Q k θβθθρβ+-++= 其中e Q 为导体在20℃时的体积热容量,单位为[J/(℃·mm3)]; β导体在0℃电阻率温度系数的倒数,单位为℃;

稠油水热裂解

注入蒸汽通过水热裂解就地提高重质油品质 S.Jiang and X.Liu,辽河油田,Y.Liu ,SPE,L.Zhong,大庆石油学院 摘要:本文主要介绍通过化学添加物来提升重质油品质的水热裂解技术。实验室实验在注入蒸汽的条件下进行,以研究金属物种的催化作用、催化剂的协同作用以及供氢体对辽河和胜利重质稠油水热裂解的影响。得到的实验结果是重质油的粘度显著下降,胶质和沥青质的含量显著降低,品质明显提高。水热裂解的机理将会继续被讨论。另外,在对辽河油田进行现场实验,结论将会在结尾被提出。 前言:石油作为一种非可再生性化石能源,是世界上最重要的能源和物质。然而,在工业国石油危机即将到来。甚至向中国一样的发展中国家,由于石油日常产量的降低和需求量的增加,也将面对石油危机。因此,提高重质油的产量非常重要。 与此同时,由于重质油中特殊的分子结构以及像胶质和沥青质一样的重质组分的含量高,重质油很难开采和输送。大多数的重质油开采是通过热回收技术进行的,例如注入蒸汽,热量可以暂时的就地降低重质油的粘度。另外一种技术是在乳化的辅助热量作用下进行生产。然而这对重质油的分子结构和组成并没有根本的改变。 在本论文中介绍了水热裂解技术在水蒸气和加热的条件下,通过添加催化剂和其他的添加物能够就地提高重质油的品质。该技术能使重质成分减少,分子结构发生改变,粘度降低。水热裂解技术是一种应用于重质油开采中的催化减粘裂化过程,它能够提高注入蒸汽和加热条件下重质油的开采率[1-3]。 实际上,实验室实验和现场试验都表明,石油开采在注入蒸汽和加热的条件下,水热裂解反应是指重质油和水之间的化学反应。这种反应能是重质油化学降黏[4、5]。Hyne,Clark等[3-6]在最近的三十年里研究了在注入蒸汽的条件下重质油的水热裂解。结果表明,粘度显著降低,胶质和沥青质的含量显著下降,饱和烃和芳香烃的含量显著增加,能够产生很多气体如碳氧化合物、碳氢化合物、甲烷,等等。很多过渡金属被作为加速水热裂解反应的催化剂而介绍。刘、范等[7-11]报告了辽河重质油水热裂解的结果。结果表明,通过水热裂解重质油中发生了有竞争性的化学转变,这些转变使重质油的粘度向相反的方向改变。在水热裂解反应中,反应碎片通过活性结构如C-S键的断裂产生。

热稳定性校验(主焦要点

井下高压开关、供电电缆动热稳定性校验 一、-350中央变电所开关断路器开断能力及电缆热稳定性校验 1 23 G 35kV 2 Uz%=7.5△P N.T =12kW △P N.T =3.11kW S N.T =8MVA 6kV S1点三相短路电流计算: 35kV 变压器阻抗: 2 22.1. u %7.5 6.30.37()1001008z N T N T U Z S ?===Ω? 35kV 变压器电阻:2 22.1.22. 6.30.0120.007()8 N T N T N T U R P S =?=?=Ω 35kV 变压器电抗:10.37()X = ==Ω 电缆电抗:02(x )0.415000.08780 0.66()1000 1000i L X ??+?== =Ω∑ 电缆电阻:02(x )0.11815000.118780 0.27()1000 1000 i L R ??+?== =Ω∑ 总阻抗: 21.370.66) 1.06( Z ==Ω S1点三相短路电流:(3)1 3.43()d I KA === S2点三相短路电流计算: S2点所用电缆为MY-3×70+1×25,长400米,变压器容量为500KV A ,查表的:(2)2d I =2.5KA

S2点三相短路电流:32 d d =2.88I I KA = 1、架空线路、入井电缆的热稳定性校验。已知供电负荷为3128.02KV A ,电压为6KV ,需用系数0.62,功率因数cos 0.78φ=,架空线路长度1.5km ,电缆长度780m (1)按经济电流密度选择电缆,计算容量为 3128.020.62 2486.37cos 0.78 kp S KVA φ?= ==。 电缆的长时工作电流Ig 为239.25 Ig === A 按长时允许电流校验电缆截面查煤矿供电表5-15得MYJV42-3×185-6/6截面长时允许电流为479A/6kV 、大于239.25A 符合要求。 (2)按电压损失校验,配电线路允许电压损失5%得 60000.1300Uy V ?=?=,线路的实际电压损失 109.1L U COS DS φφ?====,U ?小于300V 电压损失满足要求 (3)热稳定性条件校验,短路电流的周期分量稳定性为 电缆最小允许热稳定截面积: 3 2min d =S I mm 其中:i t ----断路器分断时间,一般取0.25s ; C----电缆热稳定系数,一般取100,环境温度35℃,电缆温升不超过120℃时,铜芯电缆聚乙烯电缆熔化温度为130℃,电

动稳定电流和热稳定电流

动稳定电流和热稳定电流 热稳定电流是老的称呼,现称:额定短时耐受电流(IK) 在规定的使用和性能条件下,在规定的短时间内,开关设备和控制设备在合闸位置能够承载的电流的有效值。 额定短时耐受电流的标准值应当从GB762中规定的R10系列中选取,并应该等于开关设备和控制设备的短路额定值。 注:R10系列包括数字1,1.25,1.6,2,2.5,3.15,4,5,6.3,8及其与10n的乘积动稳定电流是老的称呼,现称:额定峰值耐受电流(IP) 在规定的使用和性能条件下,开关设备和控制设备在合闸位置能够承载的额定短时耐受电流第一个大半波的电流峰值。 额定峰值耐受电流应该等于2.5倍额定短时耐受电流。 注:按照系统的特性,可能需要高于2.5倍额定短时耐受电流的数值。 额定短路持续时间(tk) 开关设备和控制设备在合闸位置能承载额定短时耐受电流的时间间隔。 额定短路持续时间的标准值为2s。 如果需要,可以选取小于或大于2s的值。推荐值为0.5s,1s,3s和4s。 根据额定短时耐受电流来确定导体截面: GB3906[附录中公式:S=I/a√(t/△θ) 式中:I--额定短时耐受电流;a—材质系数,铜为13,铝为8.5;t--额定短路持续时间;△θ—温升(K),对于裸导体一般取180K,对于4S持续时间取215K。 则: 25KA/4S系统铜母线最小截面积S=(25/13)*√4/215=260 mm2 31.5KA/4S系统铜母线最小截面积S=(31.5/13)*√4/215=330 mm2

40KA/4S系统铜母线最小截面积S=(40/13)*√4/215=420 mm2 63KA/4S系统铜母线最小截面积S=(63/13)*√4/215=660 mm2 80KA/4S系统铜母线最小截面积S=(80/13)*√4/215=840 mm2 接地母线按系统额定短时耐受电流的86.7%考虑: 25KA/4S系统接地铜母线最小截面积S=260*86.7% =225mm2 31.5KA/4S系统接地铜母线最小截面积S=330*86.7% =287mm2 40KA/4S系统接地铜母线最小截面积S=420*86.7% =370mm2 63KA/4S系统接地铜母线最小截面积S=660*86.7% =580mm2 80KA/4S系统接地铜母线最小截面积S=840*86.7% =730mm2

稠油的水热裂解反应及其降粘机理_刘永建

大庆石油学院学报第26卷 第3期 2002年9月JOURNA L OF DAQI NG PETRO LE UM I NSTIT UTE V ol.26 N o.3 Sept. 2002 稠油的水热裂解反应及其降粘机理 刘永建1,钟立国1,范洪富1,刘喜林2 (11大庆石油学院石油工程学院,黑龙江安达 151400; 21中国石油天然气集团公司辽河油田分公司技术发展处,辽 宁盘锦 124010) 摘 要:研究了注蒸汽开采稠油中的水热裂反应及稠油的降粘机理,高温下水性质的变化为稠油的水热裂解反应创 造了条件;催化剂中的金属离子与水分子的络合,生成的络离子对稠油中杂原子S的进攻,稠油分子中C—S健的断裂, 使稠油的分子变小;油层矿物在高温蒸汽的作用下生成了结构类似于无定形催化剂的物质,有利于稠油的水热裂解;水 热裂解反应过程中产生了H2,它在催化剂的作用下可实现井下就地加氢;水热裂解中的饱和烃、芳香烃含量的增加及胶 质、沥青质含量的降低,为稠油粘度的降低提供了条件;稠油及沥青质相对分子质量的降低、杂原子含量的降低,从而降 低了稠油分子间的作用力,导致稠油粘度的进一步降低. 关 键 词:稠油,水热裂解;粘度;降粘机理;催化作用 中图分类号:TE624.4;TE345 文献标识码:A 文章编号:1000-1891(2002)03-0095-04 0 引言 在稠油注蒸汽开采过程中,稠油的组成发生了明显的变化,主要表现在其饱和烃、芳香烃含量增加,胶质、沥青质含量降低,稠油的平均相对分子质量减小,从而导致稠油的粘度下降[1,2].催化剂的加入,使这种变化更加明显[3~5].为了实现稠油的井下催化降粘开采,笔者详细探讨了稠油在高温蒸汽及催化剂存在下的反应及降粘机理. 1 高温下水的物理化学性质变化 大量研究表明,在高温下,水的化学性质也较活泼,为与非极性化合物的反应提供了一个明显有利的环境.如在300℃时,水的密度和极性与常温下丙酮的性质十分相似.水的介电常数随着温度的升高急剧下降,从20℃时的80下降到300℃时的20,这就意味着:随着温度的升高,水溶解有机化合物的能力增强.在240℃时,水的离子积常数为11,而在20℃时为14.这表明,随着温度的升高,水具有了强酸和强碱的性质,随温度升高,除反应速度自然增加外,水的酸碱催化作用也随之增强. 2 金属离子的催化作用 根据化学键理论可知,在C—O(键能360k JΠm ol),C—S(键能272k JΠm ol)和S—H键(键能368k JΠm ol)三者中,C—S键能最小.同时,S的电负性大于C,故在有机硫化合物中,S带负电而C带正电,所以与催化剂结合的水分子中的H+进攻S,而OH-进攻C,使电子云发生偏移,造成了C—S键能的进一步降低.因此,在水热裂解过程中,会导致稠油中有机硫化物C—S键的断裂,从而使沥青质的含量降低、稠油的相对分子质量减小,当然也就导致稠油粘度的降低.在水热裂解中生成的硫醇会进一步二次水解,释放出H2S.产物中的烯醇会变为醛,而醛很容易分解,在催化剂作用下生成的C O与水会进行水煤气转换反应(WG SR).这样便可在所处的温度下高效地产生氢气,使得加氢脱硫反应得以顺利进行[6].因此,在蒸汽吞吐时(200℃以上),由于水热裂解反应,稠油中的沥青质就得到部分的改质,致使产出的稠油的相对分 收稿日期:2002-04-22;审稿人:贾振岐 基金项目:黑龙江省自然科学基金资助项目(Q00C035) 作者简介:刘永建(1955-),男,教授,博士生导师,主要从事采油采气化学理论与工程方面的研究.

铜排动热稳定校验

都是需要考虑的,特别是母桥距离比较长的时候。需要计算出现短路故障时的电动力,绝缘子类固定件的安装距离、绝缘子安装件的抗屈服力等。不很少有人会特别计算,我感觉是大家都自觉不自觉的把母线规格放大了,所以基本上不用计算。 4 母线的热效应和电动力效应 4.1母线的热效应 4.1.1母线的热效应是指母线在规定的条件下能够承载的因电流流过而产生的热效应。在开关设备和控制设备中指在规定的使用和性能条件下,在规定的时间内,母线承载的额定短时耐受电流(IK)。 4.1.2根据额定短时耐受电流来确定母线最小截面 根据GB3906-1991《3.6-40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备》[附录F]中公式:S=(I/a)(t/△θ)1/2来确定母线的最小截面。 式中: S—母线最小截面,mm2; I--额定短时耐受电流,A; a—材质系数,铜为13,铝为8.5; t--额定短路持续时间,s; △θ—温升(K),对于裸导体一般取180K,对于4s持续时间取215K。 如对于31.5kA/4S系统,选用铜母线最小截面积为: S=(31500/13)×(4/215)1/2=330 mm2 铝母线最小截面积与铜母线最小截面积关系为: SAl=1.62SCu 式中, SAl为铝母线的最小截面积;SCu为铜母线的最小截面积。 如对于31.5kA/4S系统,铝母线最小截面积为: SAl=1.62×330 =540 mm2 根据DL404-1997《户内交流高压开关柜订货技术条件》中7.4.3条规定,接地汇流排以及与之连接的导体截面,应能通过铭牌额定短路开断电流的87%,可以计算出各种系统短路容量下(短路时间按4S)的接地母线最小截面积。 如对于31.5kA/4S系统,接地铜母线最小截面积为: S=330×86.7% =287mm2 根据以上公式计算,对应各种额定短时耐受电流时,开关设备和控制设备中对应几种常用的额定短时耐受电流,母线最小截面及所用铜母线和铝母线的最小规格见表1: 表1 母线kA/4s 25 31.5 40 63 80 设备中铜母线规格50×6 60×6 80×6或60×8 80×10 100×10 接地铜母线规格50×5 50×6 50×8 80×8 80×10 设备中铝母线规格80×6或60×8 80×8 100×8或80×10 设备中铜母线 最小截面(mm2)260 330 420 660 840 设备中铝母线 最小截面(mm2)425 540 685 1075 1365 4.2 母线的电动力效应 母线是承载电流的导体,当有电流流过时势必在母线上产生作用力。母线受电流的作用力与

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