對過(guò)熱的機理已經(jīng)作了一些分析，但還不完全。本文利用上述實(shí)例進(jìn)行定量計算和理論分析，從而更詳細地揭示斷層發(fā)育的過(guò)程。導線(xiàn)假設為位于銅管中心的直線(xiàn)，電流I流動(dòng)(單相干式變壓器中，中性點(diǎn)電流等于相電流，電流假設均勻分布)。A點(diǎn)和B點(diǎn)的電位差uab，在導線(xiàn)A點(diǎn)緊靠銅管內壁B點(diǎn)之前，應由兩部分組成。一個(gè)是引線(xiàn)上的電流引起的電阻電壓u；二是由接觸點(diǎn)、銅管、引線(xiàn)、上引線(xiàn)的導電棒組成的閉合回路中的引線(xiàn)電流引起的交變磁通產(chǎn)生的感應電勢e。當電流參考方向確定后，磁場(chǎng)方向如圖2所示。對于有限長(cháng)載流導線(xiàn)，感應磁感應強度是簡(jiǎn)化的，如果把導線(xiàn)看作無(wú)限長(cháng)，那么距其距離r處的磁感應強度就是閉環(huán)包圍的磁通量。圖2是磁場(chǎng)分布示意圖。將L=2970mm，RA=10.2mm，RB=27.5mm，I=1011A(幅值)代入公式，可得磁通幅值=5.98在正弦波閉合電路中感應電勢e=4.44fN=0.133V(有效值)的導線(xiàn)(銅，室溫電導率為5.8107 W/m)截面積為325mm2，長(cháng)度L=2970mm套管內銅管的截面積(室溫電導率為1.5107 W/m)為643mm2。75時(shí)，其電阻(從對接點(diǎn)到頂部，以下簡(jiǎn)稱(chēng)銅管電阻)為Rtg=3.7710-4。排除對接點(diǎn)的接觸電阻時(shí)，閉合回路的電阻為銅管電阻和引線(xiàn)電阻之和，等于RHL=5.7可以看出，不計算回路接觸電阻時(shí)，閉合回路電阻很小。接觸電阻暫不考慮。計算分流電流。銅管和導線(xiàn)的電阻并聯(lián)，流經(jīng)銅管和導線(xiàn)的電流可計算為242A和473A，分別。在感應電勢的作用下，閉合電路產(chǎn)生的循環(huán)電流等于233A。需要指出的是，流經(jīng)銅管的分流電流與感應電勢產(chǎn)生的循環(huán)電流相位不同，相差900。所以流經(jīng)銅管的較大電流是ITGMAX。事實(shí)上，接觸點(diǎn)附近存在接觸電阻，其值受許多因素影響。接觸電阻的主要性能是觸點(diǎn)處的局部高溫。根據接觸電阻理論，當兩個(gè)金屬表面相互接觸時(shí)，只有少數突出的點(diǎn)(面)真正接觸，其中只有少數金屬接觸點(diǎn)或準金屬接觸點(diǎn)能導電。當電流流過(guò)這些小的導電點(diǎn)時(shí)，電流線(xiàn)必然會(huì )收縮。由于電流線(xiàn)的收縮，圍繞導電點(diǎn)流動(dòng)的電流路徑增加，有效導電截面減小，電阻值相應增加。電流線(xiàn)收縮形成的附加電阻成為收縮電阻，它是接觸電阻的一個(gè)組成部分。其次，由于金屬表面有薄膜，如果實(shí)際接觸面之間的薄膜可以導電，那么電流通過(guò)薄膜時(shí)會(huì )受到阻礙，另外還有一個(gè)額外的電阻叫做薄膜電阻，它是接觸電阻的另一個(gè)分量。一般來(lái)說(shuō)，接觸電阻一般包括三個(gè)部分：一個(gè)接觸元件一側的收縮電阻、接觸表面之間的薄膜電阻和另一個(gè)接觸元件的收縮電阻。給出了接觸電阻的理論公式，其中接觸元件材料的電阻率和薄膜的表面電阻率都是已知值，但難點(diǎn)在于不能確定導電點(diǎn)的個(gè)數n和平均半徑ap。工程上常用的計算接觸電阻的經(jīng)驗公式是確定k值 #p#分頁(yè)標題#e#

在這個(gè)例子中，接觸點(diǎn)的接觸壓力、接觸面積、油膜、積碳等都在變化，所以幾乎不可能準確計算出接觸電阻。為便于計算，本例中接觸電阻為0.5m。表2接觸電阻計算值(10-4)考慮接觸電阻時(shí)的等效電路如圖3所示。重新計算分流電流和循環(huán)電流。導線(xiàn)電阻電壓引起的銅管上的分流電流為If=24.8A，導線(xiàn)中的電流為Iyx=690.2 A；感應電勢引起的循環(huán)電流為I=23.9A(電流一旦流過(guò)銅管，感應電勢會(huì )因閉環(huán)中磁場(chǎng)的變化而變化，但不會(huì )太大，仍按恒定感應電勢計算)，流過(guò)銅管的較大電流為Imax=33.4A.圖3考慮接觸電阻的計算電路雖然考慮接觸電阻時(shí)流經(jīng)接觸點(diǎn)的電流迅速下降，但在分流電流和循環(huán)電流的作用下，接觸點(diǎn)仍可能發(fā)生焊接現象。一種是通過(guò)加熱接觸電阻來(lái)焊接導電點(diǎn)及其附近的金屬，稱(chēng)為靜電焊接；另一種是因為接觸點(diǎn)振動(dòng)或接觸點(diǎn)被電斥力排斥(當電流通過(guò)接觸點(diǎn)時(shí)，由于接觸表面附近的電流線(xiàn)收縮，接觸表面之間會(huì )出現電斥力)，電弧的高溫導致接觸點(diǎn)表面熔化汽化，產(chǎn)生接觸點(diǎn)焊接，稱(chēng)為動(dòng)態(tài)焊接。理論上，當導線(xiàn)與銅管對接時(shí)，這兩種情況都可能發(fā)生。但實(shí)際上電動(dòng)斥力很小，接觸點(diǎn)不太可能被電動(dòng)斥力排斥而產(chǎn)生電弧。即使觸點(diǎn)被電動(dòng)力排斥，由于閉合電路的小電勢(電壓)，也不可能提供足夠的能量來(lái)產(chǎn)生高能放電。因此，接觸點(diǎn)的溫升主要是由接觸電阻的發(fā)熱引起的?？梢越忉尀樯V測試數據的特點(diǎn)是過(guò)熱故障，而不是放電故障。乙炔在可燃氣體成分中所占比例很小(由于溫度高、過(guò)熱)，有些情況下甚至不出現乙炔。當熱量傳遞到鉛絕緣時(shí)，可能會(huì )導致CO和CO2增加，但往往不明顯。因為某股中的一根(或幾根)導線(xiàn)經(jīng)常與銅管接觸，所以這種銅線(xiàn)的電流密度非常高(在這種情況下，

約100A/mm2）,加之接觸電阻發(fā)熱，很容易就會(huì )將接觸的該根銅引線(xiàn)燒斷。然后其他根銅引線(xiàn)與銅管內壁接觸。依次循環(huán)，引線(xiàn)會(huì )很快出現斷股情況。實(shí)踐中也證實(shí)一旦發(fā)生引線(xiàn)與銅管靠接情況，故障往往發(fā)展很快。絕大多數情況下，引線(xiàn)斷股不會(huì )無(wú)限發(fā)展下去，這是因為引線(xiàn)斷股后接觸情況會(huì )有所改變，加之發(fā)熱原因，在靠接處會(huì )出現積碳，改變了靠接處接觸電阻值。