强电场一定产生大电流吗?

知乎日报 Patrick Zhang 72℃ 评论

强电场一定产生大电流吗?

图片:

Patrick Zhang,电气工程师 | 微博@老帕聊电气

有趣的问题。

题主这个问题我们从两个方面去解释,即供配电方面和工控方面,主要关注点是电压与电流的关系。

供配电方面:

我们知道供配电有各种电压等级,各种电压等级下的额定电流是由系统容量来决定的,而实际电流则由负载容量和潮流决定。

供配电的电压并非任意,有两部标准给予强制性规定。这两部标准分别是 IEC60038 和 GB156《标准电压》。我们试看 GB156 的拷屏:

我们不妨就以居家配电电力变压器的额定电流为例,来定量分析题主的问题。

对于电力变压器,它的部分额定容量序列为:400kVA、630kVA、800kVA、1000kVA、1250kVA、1600kVA 等等。

电力变压器的额定电流计算式为:??。我们用这个式子就可以求出以上这些电力变压器的额定电流,分别是:Sn=400kVA,In=577A;Sn=1000kVA,In=1443A;Sn=1600kVA,In=2309A。

注意计算时的额定电压为系统电压 400V,不是最终用电电器的标称电压 380V。

实际的运行电流一般不会超过额定电流的 70%。

那么这些变压器能产生多大的短路电流?

我们以最普通的 Sn=1000kVA 变压器为例,它的阻抗电压是 0.06,因此它的短路电流是:

因为题主只能想到打火机的电流,相信这些电流值对于题主来说,已经是天文数字了,完全满足他心目中大电流的定义。

结论是什么?配电系统的电流不但与电压有关,更重要的是与系统容量有关,与系统参数当然也有关。

工控方面:

工控方面最典型的代表就是电热系统。

我们知道,加热功率??,可见发热功率与电流的平方成正比。

如果我们把电压适当地降低,适当地提高电流值,就能够满足把人身伤害降低又得到较大的热能。

以我设计过的某玻璃纤维抽丝坩埚为例。电流直接流过熔融的玻璃液,电压低于 60V,而电流大概在 1000A,用晶闸管来实现恒压恒流控制。

另外,我还见过金属零件的高频淬火加工工艺。机台上的钢制零件被瞬间加热的红热,然后放入油中或者水中淬火降温。这里的电压在 1.1 万伏左右,但电流仅为十几 A。当然,频率会比较高。

现在,可以总结题主的问题了。

题主所谓的强电场,我的理解就是高电压。我们从几个例子中看到,电流的大小未必直接与电源电压关联。

可见,强电场未必会产生大电流。

事实上,不管是工控也好,是配电也好,电压等级一般来说都是定值。电流的大小与电源的容量相关,也与负载特性相关,是受到技术工艺和技术特性标准制约的定值。

回答完毕。

转载请注明:微图摘 » 强电场一定产生大电流吗?

喜欢 (0)or分享 (0)
发表我的评论