矩形复合导体允许载流量的计算方法

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1、矩形复合导体允许载流量的计算方法东北电力设计脘张大文f(273+tDLV"Tooo内容提要本文介绍了由矩形复合导体允许载流量的计算方法，大大方便了设计选用非常用规格导体，可供同类工程的孝考。工程设计选用导体的允许载流量系根据设计技术规定及设计手册等所规定的数据进行的。而这类数据总是在某种条件下得出的，但工程设计有时会超出上述规定的范围，为此有必要提出导体允许载流量的计算方法，供工程设计计算使用。本文提出的计算公式已经过了若干工程的实例计算并与《电力工程设计手册》中的有关数据进行对比分析，表明本计算方法基本上是可用的。一、基本概念导体的散热形式有传导、辐射和对流二种形式，而户内配电装置的导体散热

2、n有辐射和对流，因空气热传导性很小及支持导体绝缘子导热极差，因此可以认为导体发热不向周围空气及支持导体的钢架上传导。在上述假定下，导体在某一■环境父气温度卜的■%*•体表面温度稳定在+70°C时，通过导体的电流即为该环境温度下的允许载流量。二、导体允许载流量计算式导体表面温度为+70°C时允许电流17所产生的热量全被辐射及自然对流所带走，而导体表面温度稳定在+70°C，在此假设条件下的计算式如下。Fd——lcm长导体的有效对流散热表面积(cm2)。R70——在+WC时每lcm长纯铝导体表面的交流电阻(Q/cm);R70=0.029〔1+0.00434(70-20)〕•K./100A(2)Kf

3、-一集肤效应系数；0.029——+20°C时纯铝的电阻率（Q-mm2/m)50.00434——纯铝温度系数；A导体截面积(mm2);Qf——导体向空气辐射的热量》根据斯蒂芬-波尔茨曼定律，绝对黑体每小时每平方米辐射的热量QF为：Qf=oqT4(kcal/mzh)a0——绝对黑体辐射常数；其值为4.gxlOikcal/mlK；4T——绝对温度n_4.9〔（273+h)4-(打3卞''ioo1(kca//mzh)Qf=-(-27»tlL-)4](W/Cm2)to导体表面温度，取+70°Cj“——环境气温；对于非纯黑物体可乘以辐射系数S，其值随导体表面颜色不同而异，对于导体表面涂以相序标志色漆时，S

4、=0.95273+tp1000—式中：Fflcm长导体的有效福射散热表面积（cm2);...Qf=5.415〔(b两导体内侧间距。菱形母线幅射角系数印2为CP2=（3)导体的对流散热量Qd根据试验公式，条状导体的散热量为：Qd=1.5xlO'4(tD-tt)1-35⑷立放母线幅数角系数心为^1=V1+("T~)2⑸式中：h——导体高度j/hi~b\hJ(6)式中：h——两导体之间的中心距三、导体允许载流量的对比与分析今对100mmx10mm矩形单片招导体及以此单片组成的二片、三片及四片复合导体在立放及平放时的允许载流量，根据前面的（1)、(2)、（3)及（4)式进行分析；分析中忽略了支持绝缘

5、子及构架对导体的散热影响，并因为户内配电装置的空间比导体本身大得多，故假定导体的散热量不会使户内配电装置内空气温度升高。下面将计算的允许载流量与1972年3月版《电力工程设计手册》（第一册)刊载的实测值进行对比和分析。1、三片立放导体安装示意图见图1，辐射散热及对流散热情况与两片立放相同，为0.9,所以（1)式中的Ff=30cm2,Fd=56cm2，（2)式中的kf=1.4(1)tt=4-25°CQf=0.0322W/cra2Qd=0.256W/cm2R70=164xlO"9Q/cmly=S615A(实测值36幼入〉误差为-0.69%(2)tk=+35°CQF=0.02622W/cm2Qd=0

6、.01822W/cm2R70=164xlO"BQ/cm1,=3147A.(实测值3190A)误差为-1.3%。(3)tt=+40°CQf=0.02298W/cm2Qd=0.0148W/cm2R7o=164x10_BQ/cmIy=2890A(实测值2950A)误差为-2%。2、三片平放导体安装示意图见图2。辐射散热条件与三片立放相同。对流散热条件与二片平放相同，故(L)式中的Fd=31cm2。（2)式中的kf=1.4。图2(1)tk=+25°CQf=0.0322W/cm2Qd=0.0256W/cmzR7l)=164x10一9Q/cmly=3275.A(实测值3350A)误差为-2.2%(2)tk

7、=+35°CQF=0.02622W/cmzQd=0.01822W/cm2R7o=164x10*SQ/cmI?=2870A(实测值2935A)误差为-2.2%(3)tk=40°CQf=0.02298V//cmzQd=0.0148W/cm2R?o=164X10-9£3/cmIy=2645A(实测值2715A)误差为-2.6%。.3、四片立放导体安装示意图见图3。辐射散热对流散热与三片立放导体情况相同，