對過熱的機(jī)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(jì)算和理論分析，從而更詳細(xì)地揭示斷層發(fā)育的過程。導(dǎo)線假設(shè)為位于銅管中心的直線，電流I流動(單相干式變壓器中，中性點(diǎn)電流等于相電流，電流假設(shè)均勻分布)。A點(diǎn)和B點(diǎn)的電位差uab，在導(dǎo)線A點(diǎn)緊靠銅管內(nèi)壁B點(diǎn)之前，應(yīng)由兩部分組成。一個是引線上的電流引起的電阻電壓u；二是由接觸點(diǎn)、銅管、引線、上引線的導(dǎo)電棒組成的閉合回路中的引線電流引起的交變磁通產(chǎn)生的感應(yīng)電勢e。當(dāng)電流參考方向確定后，磁場方向如圖2所示。對于有限長載流導(dǎo)線，感應(yīng)磁感應(yīng)強(qiáng)度是簡化的，如果把導(dǎo)線看作無限長，那么距其距離r處的磁感應(yīng)強(qiáng)度就是閉環(huán)包圍的磁通量。圖2是磁場分布示意圖。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(yīng)電勢e=4.44fN=0.133V(有效值)的導(dǎo)線(銅，室溫電導(dǎo)率為5.8107 W/m)截面積為325mm2，長度L=2970mm套管內(nèi)銅管的截面積(室溫電導(dǎo)率為1.5107 W/m)為643mm2。75時，其電阻(從對接點(diǎn)到頂部，以下簡稱銅管電阻)為Rtg=3.7710-4。排除對接點(diǎn)的接觸電阻時，閉合回路的電阻為銅管電阻和引線電阻之和，等于RHL=5.7可以看出，不計(jì)算回路接觸電阻時，閉合回路電阻很小。接觸電阻暫不考慮。計(jì)算分流電流。銅管和導(dǎo)線的電阻并聯(lián)，流經(jīng)銅管和導(dǎo)線的電流可計(jì)算為242A和473A，分別。在感應(yīng)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(yīng)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(jù)接觸電阻理論，當(dāng)兩個金屬表面相互接觸時，只有少數(shù)突出的點(diǎn)(面)真正接觸，其中只有少數(shù)金屬接觸點(diǎn)或準(zhǔn)金屬接觸點(diǎn)能導(dǎo)電。當(dāng)電流流過這些小的導(dǎo)電點(diǎn)時，電流線必然會收縮。由于電流線的收縮，圍繞導(dǎo)電點(diǎn)流動的電流路徑增加，有效導(dǎo)電截面減小，電阻值相應(yīng)增加。電流線收縮形成的附加電阻成為收縮電阻，它是接觸電阻的一個組成部分。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(dǎo)電，那么電流通過薄膜時會受到阻礙，另外還有一個額外的電阻叫做薄膜電阻，它是接觸電阻的另一個分量。一般來說，接觸電阻一般包括三個部分：一個接觸元件一側(cè)的收縮電阻、接觸表面之間的薄膜電阻和另一個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(dǎo)電點(diǎn)的個數(shù)n和平均半徑ap。工程上常用的計(jì)算接觸電阻的經(jīng)驗(yàn)公式是確定k值 #p#分頁標(biāo)題#e#

在這個例子中，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(zhǔn)確計(jì)算出接觸電阻。為便于計(jì)算，本例中接觸電阻為0.5m。表2接觸電阻計(jì)算值(10-4)考慮接觸電阻時的等效電路如圖3所示。重新計(jì)算分流電流和循環(huán)電流。導(dǎo)線電阻電壓引起的銅管上的分流電流為If=24.8A，導(dǎo)線中的電流為Iyx=690.2 A；感應(yīng)電勢引起的循環(huán)電流為I=23.9A(電流一旦流過銅管，感應(yīng)電勢會因閉環(huán)中磁場的變化而變化，但不會太大，仍按恒定感應(yīng)電勢計(jì)算)，流過銅管的較大電流為Imax=33.4A.圖3考慮接觸電阻的計(jì)算電路雖然考慮接觸電阻時流經(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(xiàn)象。一種是通過加熱接觸電阻來焊接導(dǎo)電點(diǎn)及其附近的金屬，稱為靜電焊接；另一種是因?yàn)榻佑|點(diǎn)振動或接觸點(diǎn)被電斥力排斥(當(dāng)電流通過接觸點(diǎn)時，由于接觸表面附近的電流線收縮，接觸表面之間會出現(xiàn)電斥力)，電弧的高溫導(dǎo)致接觸點(diǎn)表面熔化汽化，產(chǎn)生接觸點(diǎn)焊接，稱為動態(tài)焊接。理論上，當(dāng)導(dǎo)線與銅管對接時，這兩種情況都可能發(fā)生。但實(shí)際上電動斥力很小，接觸點(diǎn)不太可能被電動斥力排斥而產(chǎn)生電弧。即使觸點(diǎn)被電動力排斥，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。可以解釋為色譜測試數(shù)據(jù)的特點(diǎn)是過熱故障，而不是放電故障。乙炔在可燃?xì)怏w成分中所占比例很小(由于溫度高、過熱)，有些情況下甚至不出現(xiàn)乙炔。當(dāng)熱量傳遞到鉛絕緣時，可能會導(dǎo)致CO和CO2增加，但往往不明顯。因?yàn)槟彻芍械囊桓?或幾根)導(dǎo)線經(jīng)常與銅管接觸，所以這種銅線的電流密度非常高(在這種情況下，

約100A/mm2）,加之接觸電阻發(fā)熱，很容易就會將接觸的該根銅引線燒斷。然后其他根銅引線與銅管內(nèi)壁接觸。依次循環(huán)，引線會很快出現(xiàn)斷股情況。實(shí)踐中也證實(shí)一旦發(fā)生引線與銅管靠接情況，故障往往發(fā)展很快。絕大多數(shù)情況下，引線斷股不會無限發(fā)展下去，這是因?yàn)橐€斷股后接觸情況會有所改變，加之發(fā)熱原因，在靠接處會出現(xiàn)積碳，改變了靠接處接觸電阻值。