接线柱直径和电热管功率规定值的选择

Mar 07, 2020

电热管的功率通常由加热系统的温度值和加热时间决定。 因此,一旦确定了电源电压,就可以采用什么样的端子引脚材料和直径尺寸来满足设计和使用要求。 下面列出了所选端子引脚的材料相关数据。

  

电热管经过加工处理后,一般密封材料为RTV硅胶,耐温250℃左右。因此,通电时使用的端子引脚的最高工作温度必须小于等于250℃(RTV硅胶的最高耐温)。 这个要求呢?


通过一个应用实例来说明:设计一个220V4000W规格的电热管,端子引脚材质为不锈钢。 端子销外径为φ2.6×75mm。 这种尺寸选择是否正确合理? 我们只能通过计算来判断它是否正确。


解决方法:取一个φ2.6的接线柱,长度为75毫米,等于0.075米


① 流过端子引脚的电流为:


I=P / U=4000 / 220≈18.18 安培


② 计算长度为 75 mm,外径为 φ2.6 mm 的电阻值


因为 R {{0}} ρ.L / S=0.7 × 0.075 / 3.142 × 1.32≈0.01 ohm


③ 在 75 mm 端子引脚上流过 18.18 安培时产生的功率 P 为


P {{0}} I2R=18.182 × 0.01≈3.31 瓦(即端子引脚长度为 75 毫米,产生的功率为 3.31 瓦)


④ 在 75 mm 处,对应于端子销 φ2.6 的管表面载荷为 q rod


q 棒 {{0}} P / S=3.31 / 3.142 × 0.26 × 7.5≈0.54W / cm2


⑤ 流过18.18安培时φ2.6不锈钢接线柱直径为3.13瓦,对应接线柱表面负载为0.54瓦/cm2,可按管子计算表面载荷和与管表面相对应的温度。 这种不锈钢端子销所需的表面温度约为 200-220 摄氏度。


结论:当加热电热管的接线柱直径为φ2.6,流过的电流为18.18安培时,此时接线柱的温度约为200-220摄氏度,低于硅胶常温250℃。 因此满足设计要求。 如果比硅胶的常温电阻高250度,硅胶会在端子引脚的温度下逐渐老化开裂,导致绝缘和电气性能下降。 还可能导致硅胶碳化超过常温电阻,导致电热管绝缘性下降,甚至因硅胶碳化而击穿接线柱和管壳。


针对上述情况,如果能将温度提高到250度以上,可以通过以下方法进行改进:


①根据电热管的外径,如φ≥10mm,可适当加大或加长接线柱外径。 这种修改可以降低单位长度的电阻值,减少端子引脚表面的负载,使引线杆虽然仍有18.18安培的电流流过,但端子引脚表面的温度会下降到可以承受的温度。硅胶可以承受甚至更低。


②如果管径φ小于等于10mm,在18.18安培的电流下,仍可延长或更换为端子销材料,如纯镍引线棒等。 需要注意的是,虽然铁端子引脚的电阻率低于不锈钢,但不推荐使用,因为铁端子引脚表面易氧化,强度低,接触电阻大也不是什么好事。


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