大电流导体附近钢构架的发热.doc

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1、大电流导体附近钢构架的发热大电流导体(母线)附近存在强大的交变磁场，位于其中的钢铁构件(例如，绝缘子的金具、支持构件中的钢梁、防护遮栏的铁杆或网板、混凝土中的钢筋、金属管路等)，将由于涡流和磁滞损耗而发热。如果钢构件形成较大尺寸的闭合回路，还会感应产生环流、引起很大的功率损耗和发热。当导体电流大于4000一5000A，其附近钢构件的发热便不能忽视。钢构件温度升高，可能使材料产生热应力而引起变形或使接触连接损坏。混凝土中的钢筋受热膨胀，可能使混凝土产生裂缝。根据规定，钢构件发热的最高允许温度：①人可触及的钢构为70℃；②人不可触

2、及的钢构为100℃；②混凝土中的钢筋为80C。一、母线磁场中简单钢构的布置与发热通有电流Ib的圆形的长直导体(母线)，当周围没有钢构时，距母线轴线d处(见图1—13＞的磁场强度Ho和磁感应强度Bo为Ho=Ib/2πd(A／m)Bo＝μoHo(T)式中μo——真空或空气的磁导率，μo＝4π×10-7H／m。当钢构处于恒定磁场中时，由于钢的磁导率μ〉〉μo，故钢构的磁阻远小于同样尺寸空气磁路的磁阻，而磁通总是企图通过磁阻最小的路径，这就使母线周围磁场发生畸变。因为钢构中的磁位降Hl低于无钢时的磁位降Hol,所以钢构中的H小于Ho。

3、钢构内部的H＜H。的现象，称为铁磁物质的去磁作用。在交变磁场作用下，钢构中将产生涡流，而涡流所产生的磁场又反过来削弱原有磁场，使去磁作用进一步加强。由于μ〉〉μo，钢构中的集肤效应十分显著，使钢构中的涡流都集中在钢构表面的薄层内，在薄层中呈现很大的电阻，使涡流损耗发热成为钢构发热的主要原因，而磁滞损耗只占发热的很小部分。钢构中的损耗和发热与钢构表面的磁场强度有关。在实际母线装置中，钢构的形状、大小和布置方式是多种多样的，而且互有影响(屏蔽作用)，因此，磁场分布、损耗和发热情况有很大差别。二、减少钢构损耗和发热的措施‘在发电厂中

4、，为了减少钢构损耗和发热，常采用以下一些措施。(1)加大钢构和载流导体之间的距离。该距离加大后，能使钢构表面磁场强度减小，因而可降低涡流和磁滞损耗。(2)断开载流导体附近的闭合钢构回路并加上绝缘垫。这样就能消除感应电动势产生环流。对于包围载流导体的闭合钢构(应避免采用)，可将其割开，并以非磁性材料(如铜)焊补。(3)采用短路环屏蔽。如图1—14所示，在垂直于母线轴线的钢构中磁场强度最大的地方，用电阻率小的铜或铝作短路环，紧包在钢构上，利用短路环中的感应环流削弱钢构中最热处的磁场。短路环中虽有电流流通，但因其电阻小，发热并不显著

5、。(4)采用分相封闭母线。如图l—15所示，每相母线分别用铝质外壳包住。外壳上的涡流和环流能起双重屏蔽作用，使壳内和壳外磁场均大大降低，从而使附近钢构发热显著减低。