開關(guān)柜短路電流的電動力效應(yīng)與熱效應(yīng)ppt課件

1、 2008 Eaton Corporation. All rights reserved.This is a photographic template your photograph should fit precisely within this rectangle.開關(guān)柜短路電流的電動力效應(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，相對中線或地線之間的直接金屬性：短路是指不同相之間，相對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：短路的種類：三相短路對稱短路三相短路對稱短路兩相短路兩相短路單相短路最常見單相短路最常見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)備長期運轉(zhuǎn)，絕緣自然老化，操作過電壓，雷電過電壓，絕絕緣損壞的緣由：設(shè)備長期運轉(zhuǎn)，絕緣自然老化，操作過電壓，雷電過電壓，絕緣遭到機(jī)械損傷等。緣遭到機(jī)械損傷等。 運轉(zhuǎn)人員的誤操作帶負(fù)荷拉、合隔分開關(guān)，檢修后忘撤除地線合閘等，或鳥運轉(zhuǎn)人員的誤操作帶負(fù)荷拉、合隔分開關(guān)，檢修后忘撤除地線合閘等，或

3、鳥獸跨越在裸露導(dǎo)體上也是引起短路的緣由樹枝因風(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，短路電流非常大。短路電流經(jīng)過導(dǎo)體或電氣設(shè)備，會產(chǎn)生很大的電動力和產(chǎn)生很高的溫度，稱為短路的電動力效應(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，滿足動、熱穩(wěn)定的要求。短路電流的電動力效應(yīng) 通電導(dǎo)體的周圍有磁場存在，而磁場對通電導(dǎo)體又有作用力。因此，兩個或幾個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為“電動力 Short circuit forces 。正常任務(wù)時電流不

4、大，電動力很小。短路時，特別是短路沖擊電流流過瞬間，產(chǎn)生的電動力最大。3. 電動力大小的計算及方向斷定55Two anti parallel currentsFFF = 0/4x 2xL/a x I1xI2aLI 1I 2由此可見，電動力的大小與導(dǎo)體間的由此可見，電動力的大小與導(dǎo)體間的相互位置以及經(jīng)過它們的電流大小有關(guān)。相互位置以及經(jīng)過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乘積的開方的倒數(shù)等于真空光速。光速沒有經(jīng)過特殊定義，在國際單位之中，它本身的數(shù)值“在數(shù)學(xué)上沒有任何特殊之處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開關(guān)柜中的電動力效應(yīng) 開關(guān)柜中的導(dǎo)電部分是由多個導(dǎo)體構(gòu)成的，當(dāng)導(dǎo)體中有電流流過時，各導(dǎo)體之間就有電動力的作用。 三相交流電動力-同一瞬間三相電流各不一樣，一相導(dǎo)體所受的電動力可以以為是其它兩相電流單獨作用

7、的疊加。 導(dǎo)體截面外形對電動力的影響-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開關(guān)柜中的電動力效應(yīng) 兩平行載流導(dǎo)體間的電動力1515開關(guān)柜中的電動力效應(yīng)1616開關(guān)柜中的電動力效應(yīng)1717開關(guān)柜中的電動力效應(yīng) 三相平行載流導(dǎo)體間的電動力Im 為線電流幅值為線電流幅值1818開關(guān)柜中的電動力效應(yīng)1919短路時電動力對于開關(guān)柜的影響 當(dāng)主回路發(fā)生短路時，載流導(dǎo)體將遭到很大電動力。2020短路動穩(wěn)定度的校驗?zāi)康?短路動穩(wěn)定度校驗的目的是當(dāng)主回路發(fā)生短路時，載流導(dǎo)體應(yīng)具備足夠的機(jī)械強(qiáng)度接受電動力的作用而不致?lián)p壞。即應(yīng)滿足xu式中短路時導(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、短路動穩(wěn)定度的校驗對象短路動穩(wěn)定度校驗的對象-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)過正常負(fù)荷電流時，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，另一方面向周圍介質(zhì)散熱。當(dāng)導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體向周圍介質(zhì)分發(fā)的熱量相等時，導(dǎo)體就維持在一定的溫度值。 當(dāng)線路發(fā)生短路時，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)安裝很快動作，切除短路缺點，因此短路電流經(jīng)過導(dǎo)體的時間很短，通常不會超越23s。所以在短路過程中，可不思索導(dǎo)體向周圍介質(zhì)的散熱，也就是可近似地以為在短路時間內(nèi)導(dǎo)體與周圍介質(zhì)是絕熱的，短路電流在導(dǎo)體中產(chǎn)生的熱量，完全用來使導(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2424短路熱穩(wěn)定度的校驗2525短路熱穩(wěn)定度的校驗2626短路熱穩(wěn)定度的校驗2727短路熱穩(wěn)定度的校驗2828短路熱穩(wěn)定度的校驗2929短路熱穩(wěn)定度的校驗-GB3906-2006Cu: 3s,110A/mm2; 4s, 95.5A/mm2