铜排载流计算(热平衡法)
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按矩形铜排(母排 / 母线)的发热与散热平衡求载流能力:给定排宽排厚算温升载流,或给定电流反推最小排宽并匹配标准规格;含电流密度、单位长度电阻 / 损耗 / 压降与交流集肤修正。
要点速览
铜排(矩形母排)载流能力由发热与散热的平衡决定:I = √(h·P·ΔT·A/ρ(T)),其中 h 为等效换热系数、P 为有效散热周长、A 为截面积、ρ(T) 为工作温度下的铜电阻率。按 IEC 61439-1 的基准(35°C 环境、65K 温升),100×10mm 紫铜排单根自然冷却约 1.8kA,25×5mm 约 440A。安装方式、通风、贴装面数与多根并联都会显著改变结果,最终选型仍需查厂家载流量表并校核短路动、热稳定。
参数输入
I = √(h·P·ΔT·A/ρ(T)),ρ(T) = ρ₂₀·[1+α(T−20)]计算模型示意(随参数联动)
| 载流能力 I | 1.83 kA | ΔT = 65K,排温 100 °C |
| 截面积 A | 1000.0 mm² | 100 × 10.0 mm |
| 电流密度 J | 1.83 A/mm² | 粗选参考 2~4 A/mm²(窄薄排可更高) |
| 有效散热周长 P | 220.0 mm | 四面裸露(悬空) |
| 有效换热系数 h | 5.31 W/(m²·K) | 自然冷却(室内静止空气) |
| 单位长度电阻 R | 22.66 µΩ/m | 排温 100 °C |
| 单位长度损耗 | 75.9 W/m | P = I²·R |
| 满载压降 (L = 1.00 m) | 41.47 mV | ΔV = I·R·L |
| 铜重 | 8.96 kg/m | 总重约 8.96 kg |
| 趋肤深度 δ | 10.71 mm | 铜 @排温,μr ≈ 1 |
| 交流 / 直流电阻比 | 1.00 × | 排厚小于趋肤深度,可按直流计算 |
工程备注
- 载流量与安装方式、通风、海拔、表面处理强相关;本工具按热平衡模型计算,等效换热系数用 IEC 61439-1 表 5 的载流量标定,常见规格误差约 ±20%。
- 多根并联不能按根数线性相加(邻近效应):2 根约 1.8 倍、3 根约 2.5 倍,正式设计查厂家多根并联载流量表。
- 矩形铜排「竖放」(宽面竖直)比「平放」散热更好;贴装 / 夹装会挡掉散热面,载流相应下降。
- 交流 50Hz 时铜的趋肤深度约 10.7mm,排厚超过 10mm 建议改用多片薄排叠装以降低交流电阻。
- 还必须校核短路动稳定(峰值电动力)与热稳定(I²t),支撑绝缘子间距按短路电流验证。
- 只按电流密度粗选规格时,可用「母排 / 铜排载流选型」工具。
常见问题
- 铜排载流计算(热平衡法)是做什么的?
- 按矩形铜排(母排 / 母线)的发热与散热平衡求载流能力:给定排宽排厚算温升载流,或给定电流反推最小排宽并匹配标准规格;含电流密度、单位长度电阻 / 损耗 / 压降与交流集肤修正。
- 铜排载流计算(热平衡法)的计算公式是什么?
- 核心公式:I = √(h·P·ΔT·A/ρ(T)),ρ(T) = ρ₂₀·[1+α(T−20)]。工具会按该公式与所选参数即时给出结果。
- 使用铜排载流计算(热平衡法)有哪些工程注意事项?
- 载流量与安装方式、通风、海拔、表面处理强相关;本工具按热平衡模型计算,等效换热系数用 IEC 61439-1 表 5 的载流量标定,常见规格误差约 ±20%。 多根并联不能按根数线性相加(邻近效应):2 根约 1.8 倍、3 根约 2.5 倍,正式设计查厂家多根并联载流量表。 矩形铜排「竖放」(宽面竖直)比「平放」散热更好;贴装 / 夹装会挡掉散热面,载流相应下降。 交流 50Hz 时铜的趋肤深度约 10.7mm,排厚超过 10mm 建议改用多片薄排叠装以降低交流电阻。 还必须校核短路动稳定(峰值电动力)与热稳定(I²t),支撑绝缘子间距按短路电流验证。 只按电流密度粗选规格时,可用「母排 / 铜排载流选型」工具。
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