1、 2008 Eaton Corporation. All rights reserved.This is a photographic template your photograph should fit precisely within this rectangle.開(kāi)關(guān)柜短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)與熱效應(yīng)Oct. 27, 2021Sunny R&D PCSB 22短路的定義：短路的定義： 定義定義1：短路是指不同相之間，相對(duì)中線或地線之間的直接金屬性：短路是指不同相之間，相對(duì)中線或地線之間的直接金屬性 銜接或經(jīng)小阻抗銜接。銜接或經(jīng)小阻抗銜接。 定義定義2：短路是指不同電位的導(dǎo)體之間的電

2、氣短接。：短路是指不同電位的導(dǎo)體之間的電氣短接。短路的種類(lèi)：短路的種類(lèi)：三相短路對(duì)稱(chēng)短路三相短路對(duì)稱(chēng)短路兩相短路兩相短路單相短路最常見(jiàn)單相短路最常見(jiàn)兩相接地短路兩相接地短路短路的緣由短路的緣由 主要緣由是電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備載流導(dǎo)體的絕緣損壞。主要緣由是電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備載流導(dǎo)體的絕緣損壞。 絕緣損壞的緣由：設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)，絕緣自然老化，操作過(guò)電壓，雷電過(guò)電壓，絕絕緣損壞的緣由：設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)，絕緣自然老化，操作過(guò)電壓，雷電過(guò)電壓，絕緣遭到機(jī)械損傷等。緣遭到機(jī)械損傷等。 運(yùn)轉(zhuǎn)人員的誤操作帶負(fù)荷拉、合隔分開(kāi)關(guān)，檢修后忘撤除地線合閘等，或鳥(niǎo)運(yùn)轉(zhuǎn)人員的誤操作帶負(fù)荷拉、合隔分開(kāi)關(guān)，檢修后忘撤除地線合閘等，或

3、鳥(niǎo)獸跨越在裸露導(dǎo)體上也是引起短路的緣由樹(shù)枝因風(fēng)跨越導(dǎo)體。獸跨越在裸露導(dǎo)體上也是引起短路的緣由樹(shù)枝因風(fēng)跨越導(dǎo)體。短路概述33短路概述短路的危害短路的危害44短路電流的效應(yīng)供配電系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，短路電流非常大。短路電流經(jīng)過(guò)導(dǎo)體或電氣設(shè)備，會(huì)產(chǎn)生很大的電動(dòng)力和產(chǎn)生很高的溫度，稱(chēng)為短路的電動(dòng)力效應(yīng)和熱效應(yīng)。電氣設(shè)備和導(dǎo)體應(yīng)能接受這兩種效應(yīng)的作用，滿(mǎn)足動(dòng)、熱穩(wěn)定的要求。短路電流的電動(dòng)力效應(yīng) 通電導(dǎo)體的周?chē)写艌?chǎng)存在，而磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體又有作用力。因此，兩個(gè)或幾個(gè)相互有電磁耦合的導(dǎo)體之間必有相互作用的力，我們把載流導(dǎo)體之間的這種作用力稱(chēng)為“電動(dòng)力 Short circuit forces 。正常任務(wù)時(shí)電流不

4、大，電動(dòng)力很小。短路時(shí)，特別是短路沖擊電流流過(guò)瞬間，產(chǎn)生的電動(dòng)力最大。3. 電動(dòng)力大小的計(jì)算及方向斷定55Two anti parallel currentsFFF = 0/4x 2xL/a x I1xI2aLI 1I 2由此可見(jiàn)，電動(dòng)力的大小與導(dǎo)體間的由此可見(jiàn)，電動(dòng)力的大小與導(dǎo)體間的相互位置以及經(jīng)過(guò)它們的電流大小有關(guān)。相互位置以及經(jīng)過(guò)它們的電流大小有關(guān)。66Two parallel currentsI 1I 2FFF = 0/4x 2xL/a x I1xI2L77Calculation example, (anti) parallel currentsF = 0/4x 2xL/a x I1x

5、I2L = 0.4 ma = 0.1 m0 = 4x x10 -7 H/m (Permeability of Free Space ) ( 真空磁導(dǎo)率: 亨利每米,它與真空介電常數(shù)0乘積的開(kāi)方的倒數(shù)等于真空光速。光速?zèng)]有經(jīng)過(guò)特殊定義，在國(guó)際單位之中，它本身的數(shù)值“在數(shù)學(xué)上沒(méi)有任何特殊之處299792458米每秒。 同樣，真空介電常數(shù)“在數(shù)學(xué)上也沒(méi)有任何特殊之處：8.85418710 -12牛頓每平方安培。 c 0 0 = 1 )I1 = I2 = 50 000 AF = 2000 NI = kA gives simplifiedF = 0.2xL/a x I1xI2 N88Tulip cont

6、actI 1I 2FFfffff = 0/4x 2x L/a x I1xI299Bus bar cornerIIIFF1010Apparatus truckIF1111Making current with Earthing switch fed from belowFfI1212Making current with Earthing switch fed from abovefFI1313開(kāi)關(guān)柜中的電動(dòng)力效應(yīng) 開(kāi)關(guān)柜中的導(dǎo)電部分是由多個(gè)導(dǎo)體構(gòu)成的，當(dāng)導(dǎo)體中有電流流過(guò)時(shí)，各導(dǎo)體之間就有電動(dòng)力的作用。 三相交流電動(dòng)力-同一瞬間三相電流各不一樣，一相導(dǎo)體所受的電動(dòng)力可以以為是其它兩相電流單獨(dú)作用

7、的疊加。 導(dǎo)體截面外形對(duì)電動(dòng)力的影響-引入與導(dǎo)體截面尺寸及導(dǎo)體間間隔有關(guān)的修正系數(shù)Kf.1414開(kāi)關(guān)柜中的電動(dòng)力效應(yīng) 兩平行載流導(dǎo)體間的電動(dòng)力1515開(kāi)關(guān)柜中的電動(dòng)力效應(yīng)1616開(kāi)關(guān)柜中的電動(dòng)力效應(yīng)1717開(kāi)關(guān)柜中的電動(dòng)力效應(yīng) 三相平行載流導(dǎo)體間的電動(dòng)力Im 為線電流幅值為線電流幅值1818開(kāi)關(guān)柜中的電動(dòng)力效應(yīng)1919短路時(shí)電動(dòng)力對(duì)于開(kāi)關(guān)柜的影響 當(dāng)主回路發(fā)生短路時(shí)，載流導(dǎo)體將遭到很大電動(dòng)力。2020短路動(dòng)穩(wěn)定度的校驗(yàn)?zāi)康?短路動(dòng)穩(wěn)定度校驗(yàn)的目的是當(dāng)主回路發(fā)生短路時(shí)，載流導(dǎo)體應(yīng)具備足夠的機(jī)械強(qiáng)度接受電動(dòng)力的作用而不致?lián)p壞。即應(yīng)滿(mǎn)足xu式中短路時(shí)導(dǎo)體產(chǎn)生的總機(jī)械力 xu導(dǎo)體資料的允許應(yīng)力2121

8、短路動(dòng)穩(wěn)定度的校驗(yàn)對(duì)象短路動(dòng)穩(wěn)定度校驗(yàn)的對(duì)象-載流導(dǎo)體，包括母線銅排、主母線，支撐絕緣子和銜接螺栓。普通最先發(fā)生破壞的是支撐絕緣子，12kV KUVAG絕緣子彎曲破壞力為7.5kN40.5kV KUVAG絕緣子彎曲破壞力為10kN40kA,50kA 系統(tǒng)中開(kāi)關(guān)柜的柜寬不小于800mm。2222短路電流的熱效應(yīng) 導(dǎo)體經(jīng)過(guò)正常負(fù)荷電流時(shí)，由于導(dǎo)體具有電阻，就要產(chǎn)生電能損耗，轉(zhuǎn)換為熱能，一方面使導(dǎo)體溫度升高，另一方面向周?chē)橘|(zhì)散熱。當(dāng)導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體向周?chē)橘|(zhì)分發(fā)的熱量相等時(shí)，導(dǎo)體就維持在一定的溫度值。 當(dāng)線路發(fā)生短路時(shí)，短路電流將使導(dǎo)體溫度迅速升高。但短路后線路的維護(hù)安裝很快動(dòng)作，切除短路缺點(diǎn)，因此短路電流經(jīng)過(guò)導(dǎo)體的時(shí)間很短，通常不會(huì)超越23s。所以在短路過(guò)程中，可不思索導(dǎo)體向周?chē)橘|(zhì)的散熱，也就是可近似地以為在短路時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體與周?chē)橘|(zhì)是絕熱的，短路電流在導(dǎo)體中產(chǎn)生的熱量，完全用來(lái)使導(dǎo)體溫度升高。 由于導(dǎo)體溫度上升得很快，因此導(dǎo)體的電阻與比熱不是常數(shù)，而是隨溫度的變化而變化。2323短路熱穩(wěn)定度的校驗(yàn)2424短路熱穩(wěn)定度的校驗(yàn)2525短路熱穩(wěn)定度的校驗(yàn)2626短路熱穩(wěn)定度的校驗(yàn)2727短路熱穩(wěn)定度的校驗(yàn)2828短路熱穩(wěn)定度的校驗(yàn)2929短路熱穩(wěn)定度的校驗(yàn)-GB3906-2019Cu: 3s,110A/mm2; 4s, 95.5A/mm2