导体在正常工作状态下的特点(导体运行中的状态包括什么)导体在正常工作状态下的特点(导体运行中的状态包括什么)

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导体在正常工作状态下的特点(导体运行中的状态包括什么)

导体在正常工作状态下的特点(导体运行中的状态包括什么)

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小编在上一篇文章《什么是短路故障?短路故障的危害是什么?》中,论述了短路故障对电器设备、导体等的危害,对设备和导体的影响主要是两方面:机械应力和电流热效应,因此设备和导体在选型时要充分考虑动稳定和热稳定的因素。那么,接下来我们就详细说一说短路保护的动稳定、热稳定。

电器设备、导体的选择

发生短路故障,对电器设备和导体在机械应力和电流热效应的影响,应该在电器设备和导体的选型时得到充分考虑,并且通过短路电流计算的参数来明确电气设备和导体出厂时应该满足的动稳定和热稳定要求。如下表1,为电器设备和导体的选择与校验项目。

表1 电器设备及导体的选择与校验项目

动稳定校验

校验电器设备和导体的动稳定时,应该计算短路电流峰值。

软导体和电缆

由表1可以看出,软导体和电缆在进行短路稳定性校验时不需要进行动稳定校验,这是由于软导体和电缆的性能柔软,短路时的机械应力对其导体间的相互影响很小,可以忽略不计。

硬导体

硬导体主要包括:裸母线、密集母线等。裸母线主要应用在变配电房的高低压成套设备中,在工业厂房的应用考虑到设备和人员安全问题已经很少采用裸母线了,由密集母线取代;密集母线由于其良好的性能、相对较小的体积等优秀表现,逐渐在工业与民用供配电系统中广泛推广应用。

硬导体在进行短路稳定性校验时必须对导体及其固定件的动稳定性进行考核,在设备出厂时满足应力指标的要求,并留有充分裕量。相对而言,密集母线由于导体间距离较小且封闭安装,动稳定指标较好满足。

电器设备及附件

断路器、负荷开关、交流接触器、交流隔离开关和接地开关、限流电抗器、电流互感器、绝缘子、绝缘套管等,都需要在短路稳定性校验时进行动稳定校验。这些电器设备及附件在工厂制造时必须满足短路电流的机械应力影响,出厂时有设备厂家制定动稳定参数。

小电流的接触器、隔离开关在近端短路时,由于短路电流较大,设备自身的绝缘和动稳定性能并不能满足机械应力作用,可以允许短路时其触头损坏,但不应影响其他设备的正常工作和运行。

热稳定校验

校验电器设备和导体的热稳定时,采用实用计算法进行校验时,应该计算短路电流交流分量初始值和短路电流在0、、的数值,为短路电流持续时间。

电流的热效应

正常工作状态下,导体从环境温度上升到允许工作温度(或者允许工作温度以下的某个稳定温度值)。导体在正常工作状态下的工作温度是由导体的敷设方式、环境状况等因素决定的,当电流在导体内产生的热量与散发到环境中的热量达成平衡后,导体就稳定工作在该温度下正常运行。

短路工作状态下,导体从稳定工作温度急速上升。此时导体的特点是温升时间短、温度急剧上升、导体的机械性能和电导率迅速下降。如果在导体温度上升到导体允许的短路温度前将短路故障切除,电气设备和导体的性能将不会受到影响。

图1 导体通过工作电流和短路电流的温升曲线

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