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铜排的载流量计算!分享三个计算公式,以及过电流查询表

创作时间:
作者:
@小白创作中心

铜排的载流量计算!分享三个计算公式,以及过电流查询表

引用
1
来源
1.
http://www.360doc.com/content/24/0724/12/39247571_1129556865.shtml

在电气工程领域,铜排的载流量计算是一个核心问题。本文详细介绍了三种铜排载流量的计算方法,并提供了相关的查询表,对于从事电气设计和工程实施的专业人士具有重要参考价值。

在低压电气柜的应用中,单条铜母排的载流量情况是设计中的关键参数。对于高压柜来说,只要确保铜排之间的安全距离,载流量的选择与低压柜是相同的。在铜排设计过程中,我们一般是查询铜排的载流量表来确定铜排的载流值。严格来说,查表并不够精确,原因是铜排的载流能力与铜排的允许温升值有关,一般情况下,允许的温升值越高,那么电流密度可以越大。

理论计算

分享以下3种载流量计算方式:

  1. 铜母排载流量一般由截面积决定,即电流(A)=电流密度(A/mm²)* 母排截面积(mm²);
    铜的电流密度一般按照5-8A/mm²,若条件较严苛(比如环温65~85℃),可按照4A/mm²;
    示例:截面122铜排,其保守载流量值为122*5=120A;

  2. 铜排载流量经验公式,即单根矩形铜母排载流量(A)= 排宽(mm)【排厚(mm)+ 8.5】;
    示例:截面12
    2铜排,其载流量值为12*(2+8.5)=126A;

  3. 根据铜排的热损耗和牛顿散热公式,计算单根矩形铜母排的载流量;
    首先,由R=ρ(L/S),得P=I²R=(I²ρL)/S=(I²ρL)/(WH);
    其中:功率P,电流I,电阻R,电阻率ρ,铜排长度L(单位m),截面积S(单位m²,S=W
    H);
    其次,根据牛顿热计算公式P=KtAτ=Kt2L*(W+H)τ;
    其中:功率P,表面综合散热系数Kt(单位W/m²·K),有效散热面积A【单位m²,A=2
    L*(W+H),忽略截面部分面积】,温升τ(单位℃);

最后,综合上述两个公式,可得:

示例:铜排截面为12mm*2mm,平躺放置(直立一般取69,平躺一般取47,这里Kt取4.5);对于温升τ,镀锡铜排的最大允许温升τ为65℃(低压电气柜环温≤40℃,故最高温度不超过105℃);
参考GB 7251.1-2013 低压成套开关设备和控制设备 第一部分:总则;环温不超过40℃
GB 14048.1-2012 低压开关设备和控制设备第1部分:总则;

经过计算可得:

铜排载流量表(供参考)

常用铜母线规格及载流量情况,可参考以下表格;对比来看,国内的铜排载流量参考值还比较一致,但与JIS的差异较大;

  1. 如下单片母排的载流量参考表(并非国标),供参考;
    这本手册内容非常全面且详尽,大家有时间一定要看一下;
  2. 在国标中,对于矩形裸铜排的载流量有明确规定的,参考GB 7251.1-2013 低压成套开关设备和控制设备第1部分总则,表N.1;

  1. JIS标准与国标差异较大,电流密度更为保守,参考JIS C8480-2016 低压配电用箱式开关设备组件;
    注释:考虑到材料的倒角和成型影响,电流密度只允许增加5%;当铜排需要打孔时,若打孔后截面积大于原铜排截面积的一半,则打孔对载流量的影响可以忽略;

这次的要点总结如下:
一、理论计算;

  1. 常规载流量计算公式,电流=电流密度* 母排截面积;
  2. 铜排载流量经验公式,电流= 排宽*【排厚+ 8.5】;
  3. 根据热损耗和牛顿散热公式,推导的铜排载流量计算公式(与温升、截面积有关);
    二、铜排载流量表;
  4. 参考《工业与民用配电手册 第三版》;
  5. 参考GB 7251.1-2013 低压成套开关设备和控制设备第1部分;
  6. 参考JIS C8480-2016 低压配电用箱式开关设备组件;
    在实际应用中,不要盲目的参考某一规范,一定要综合评估,并进行试验验证;
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