(一)封闭母线的发热
封闭母线的发热由母线本身发热和外壳发热所产生。
1.封闭母线导体的发热损失
封闭母线一般都采用圆管母线,当母线通过电流IW时,发热损失为
式中 RW——母线电阻,Ω/m;
KS——母线集肤效应系数;
θW——母线运行温度,℃;
DW——圆管母线外径,mm;
δW——圆管母线壁厚,mm;
ρ20——电阻系数,铝ρ20为0.0295,Ω·mm2/m。
2.封闭母线外壳的发热损失
外壳由铝板卷制成圆筒形,全连式分相封闭母线外壳经短路板连成一闭合回路,这相当于1∶1的空芯变压器,外壳轴向环流IS近似等于母线电流IW,故外壳电流IS产生的发热损失为
而
式中 RS——外壳电阻,Ω/m;
KS——外壳集肤效应系数;
θS——外壳运行温度,℃;
DS——外壳外径,mm;
δS——外壳壁厚,mm;
ρ20——电阻系数,铝ρ20为0.0295Ω·mm2/m。
(二)封闭母线的散热
散热是以辐射和对流形式,将热量从母线传至外壳,再从外壳传到周围空气中。
1.母线向外壳辐射散热和对流散热
(1)母线向外壳辐射散热。
母线与外壳相当于两个同心圆柱体,其辐射散热量为
而
式中 FW——母线单位长度的表面积,m2/m;
ε——母线表面黑度,℃;
θS——外壳温度,℃;
DW——母线外径,m。
(2)母线对外壳的自然对流散热。
母线被封闭在圆筒形外壳内,它的对流散热是在有限空间内进行的,可利用单层圆筒壁的导热公式,求得母线对外壳的对流散热量为
式中 K——开槽影响系数,不开槽时K=1,开槽时K=1.3~1.4;(www.xing528.com)
λ——相当导热系数;
其余符号意义同前。
2.外壳向周围空气的散热
外壳向周围空气的散热包括对周围空气的辐射散热和自然对流散热。
(1)外壳对周围空气的辐射散热。
外壳对周围空气的辐射散热,相当于三个(三相)圆柱体同时存在的辐射散热。中相(B相)外壳的辐射散热量为
而
式中 FS——外壳单位长度的表面积;
φ——平均角系数;
DS——外壳直径,m;
其余符号意义同前。
边相(A相、C相)外壳的辐射散热量为
式中各符号意义同前。
(2)外壳对周围空气的自然对流散热。
外壳对周围空气的自然对流散热量,可按水平圆柱在大空间内的对流散热计算
式中 a1——换热系数;
其余符号意义同前。
(三)封闭母线的实际温度
按照热量平衡,可列出方程式解出母线运行温度θW。实际上,已绘成散热曲线,应用起来非常方便。
1.外壳的总散热曲线
外壳的总散热量∑QS,等于外壳辐射散热量QSr与外壳对流散热量QSC之和,只要将式(9-73)、式(9-74)和式(9-75)相加起来,即得
由式(9-76)绘出∑QS与外壳温度θS的关系曲线,见图9-12。
2.母线的总散热曲线
母线的总散热量∑QW,等于母线向外壳的辐射散热量QWr与对流散热量QWC之和。利用式(9-70)和式(9-71),并假定母线温度θW=85℃,便可得到∑QW85=QWr85+QWC85与θS的关系曲线,如图9-13所示。
图9-12 外壳总散热量∑QS与θS的关系曲线
图9-13 母线总散热量∑QW85与θS的关系曲线
若母线运行温度不是85℃,而是其他温度θW,则母线的总散热量为∑QW。
母线运行温度为θW时母线向外壳的总散热量∑QW,与母线运行温度为85℃时母线向外壳的总散热量∑QW85之差为
由此式可绘出∑ΔQW与θW的关系曲线(图9-14),如计算出∑ΔQW,便可查出母线的实际运行温度θW。
封闭母线导体的最高允许温度不应大于+90℃,外壳的最高允许温度不应大于+70℃。
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。