铜排的载流量计算!分享三个计算公式,以及过电流查询表;
本文介绍了在低压电气柜的应用中,单条铜母排的载流量情况;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;
一、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12*2铜排,其保守载流量值为12*2*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=(I²*ρ*L)/S=(I²*ρ*L)/(W*H);
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=Kt*A*τ=Kt*2*L*(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6~9,平躺一般取4~7,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;
二、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;
3.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;
1.参考《工业与民用配电手册 第三版》;
2.参考GB 7251.1-2013 低压成套开关设备和控制设备第1部分;
3.参考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;