电器学第一章 电器导体的发热计算1幻灯片.ppt

第一篇电器的发热与电动力
第一章电器导体的发热计算
§1-1 电器的允许温升
§1-2 电器中的热源
§1-3 电器中的热传递方式
§1-4 电器表面稳定温升计算-牛顿公式
§1-5 不同工作制下电器的热计算
§1-6 电器典型部件的稳定温升分布
§1-7 短路电流下的热计算和电器的热稳定性
教学目的与要求:
掌握电器的温升及电器中热源的主要来源,熟悉电器的热传递形式。
教学重点与难点:
电器温升与温度的不同,电器中的热源主要来自三个方面:电阻损耗;涡流与磁滞损耗;介质损耗。
教学基本内容:
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。
1. 主要的损耗
(1) 导体中产生能量损耗(电阻损耗或铜耗):导电板、触头、线圈等
(2) 交变电磁场在铁磁体内产生的磁滞和涡流损耗(铁耗)
(3) 绝缘材料在交变电场作用下产生介质损耗:
(4) 另外还有运动部分产生的磨擦和撞击损耗等
§1-1 电器的允许温升
一、电器的热源
f:电场交变频率
C:介质的电容
U:外加电压
δ:介质损耗角

(1) 散失到周围介质;
(2) 加热电器,温度升高;
(3) 严重后果:温度超过一定范围后,降低了电器的机械强度和绝缘强度,导致材料老化、寿命降低。
3. 制定电器各部分极限允许温升的依据:保证电器的绝缘不致因温度过高而损坏,或使工作寿命过分降低,导体和结构部分不致因温度过高而降低其机械性能。
4. 电器温度超过极限允许温度,会产生以下危害:
(1) 影响物理、力学性能。当金属材料的温度高达一定数值以后,其机械强度就会显著降低,见图1-1,机械强度开始显著下降时的温度称为材料的软化点。
4. 电器温度超过极限允许温度,会产生以下危害:
(2) 引起接触电阻剧增,表面氧化、硫化等。
(3) 绝缘材料发热超过一定温度后,其介电强度下降,使材料逐渐变脆老化,其击穿电压明显下降。
图1-2 瓷的击穿电压与温度的关系
Uj0、Ujθ——温度为0℃、θ时的击穿电压
三、我国标准规定的电气绝缘材料的极限温度:
耐热等级
极限温度/℃
相当于该耐热等级的绝缘材料简述
Y
90
未浸渍过的棉纱、丝及纸等材料或组合物所组成的绝缘结构
A
105
浸渍过的或浸在液体电介质中的棉纱、丝及纸等材料或其组合物所组成的绝缘结构
E
120
合成的有机薄膜、合成的有机磁等材料或其组合物所组成的绝缘结构
B
130
以合适的树脂粘合或浸渍、涂复后的云母、玻璃纤维、石棉等,以及其他无机材料,合适的有机材料或其组合物所组成的绝缘结构
F
155
以合适的树脂粘合或浸渍、涂复后的云母、玻璃纤维、石棉等,以及其他无机材料,合适的有机材料或其组合物所组成的绝缘结构
H
180
用硅有机树脂粘合的云母、玻璃纤维、石棉等材料
C
>180
以合适的树脂(如稳定性特别优良的硅有机树脂)粘合或浸渍、涂复后的云母、玻璃纤维等,以及未经浸渍处理的云母、陶瓷、石英等材料或其组合物所组成的绝缘结构(C级绝缘材料的极限温度应根据不同的物理、机械、化学和电气性能确定之)