電氣設(shè)備電動力計算

8.4導體短路時的電動力計算1、電動力的危害短路時，通過導體沖擊電流產(chǎn)生的電動力可達很大的數(shù)值，導體和電器可能因此而產(chǎn)生變型或損壞。閘刀式隔離開關(guān)可能自動斷開而產(chǎn)生誤動作，造成嚴重事故。開關(guān)電器觸頭壓力明顯減少，可能造成觸頭熔化或熔焊，影響觸頭的正常工作或引起重大事故。2、計算短路電流產(chǎn)生的電動力之目的

以便選用適當強度的電器設(shè)備，保證足夠的電動力穩(wěn)定性；必要時也可采用限制短路電流的措施。3、動穩(wěn)定性的概念動穩(wěn)定是指電器通過短路電流時，其導體、絕緣和機械部分不因短路電流的電動力效應引起損壞，而能繼續(xù)工作的性能。

兩平行圓導體間的電動力兩導體的中心距離為a，直徑為d。長度為L.單位:mi1＝i2單位：Ａ兩平行圓導體間的電動力大小與兩導體通過的電流和導體的長度成正比，與導體間中心距離成反比。兩平行矩形導體間的電動力Kx——截面形狀系數(shù)。

寬度為h，厚度為b，長度為Ｌ，兩導體中心的距離為a，通過的電流為i1和i2。

Kx可以理解為由于電流并不集中在導體軸線上，而需要進行修正的系數(shù)

Kx計算復雜，實際中已制成截面形狀系數(shù)曲線或表格，供設(shè)計時使用。圓形導體的形狀系數(shù)。

4、三相短路時最大電動力計算：三相母線布置在同一平面中，是實際中經(jīng)常采用的一種布置形式.在同一時刻，各相電流是不相同的。發(fā)生對稱三相短路時，作用于每相母線上的電動力大小是由該相母線的電流與其它兩相電流的相互作用力所決定的。如三相導體布置在同一平面內(nèi)，中間相所受的電動力最大。經(jīng)過證明，B相所受的電動力最大，比A相、C相大7％。

圖8.8對稱三相短路電動力↑↓↑↓FAC↓FCA↑iA→iB→ic→aa

式中Fmax——三相短路時的最大電動力，N；

L——母線絕緣子跨距，m；

a——相間距離，m；

ich——三相短路沖擊電流，A。在同一地點兩相短路時最大電動力比三相短路小，所以，采用三相短路來校驗其動穩(wěn)定。5、兩相短路和三相短路時最大電動力的比較：校驗電氣設(shè)備動穩(wěn)定的方法

（1）校驗母線動穩(wěn)定的方法按下式校驗母線動穩(wěn)定

σy≥σzd

（Pa）

式中σy——母線材料的允許應力，Pa；

硬鋁：

σzd——母線最大計算應力，Pa。計算見第九章硬銅：（2）校驗電器動穩(wěn)定的方法

ij≥ich(kA)式中ij——電器極限通過電流的幅值（電器的動穩(wěn)定性電流），從電器技術(shù)數(shù)據(jù)表中查得；

ich——三相短路沖擊電流，一般高壓電路中短路時，ich=2.55I″，直接由大容量發(fā)電機供電的母線上短路時，ich＝2.7I″。1、長期發(fā)熱和短時發(fā)熱各有何特點？由正常工作電流引起的發(fā)熱，稱為長期發(fā)熱。導體通過的電流較小，時間長，產(chǎn)生的熱量有充分時間散失到周圍介質(zhì)中，熱量是平衡的。達到穩(wěn)定溫升之后，導體的溫度保持不變。由短路電流引起的發(fā)熱，稱為短路時發(fā)熱。由于導體通過的短路電流大，產(chǎn)生的熱量很多，而時間又短，所以產(chǎn)生的熱量向周圍介質(zhì)散發(fā)的很少，幾乎都用于導體溫度升高，熱量是不平衡的。2、為什么要規(guī)定導體和電器的長期允許發(fā)熱溫度？短時發(fā)熱允許溫度和長期發(fā)熱允許溫度是否相同？為了限制發(fā)熱的有害影響，保證導體和電器工作的可靠性和正常的使用壽命,要規(guī)定導體和電器的長期允許發(fā)熱溫度.短時發(fā)熱允許溫度和長期發(fā)熱允許溫度不同．3、導體長期允許發(fā)熱電流是根據(jù)什么確定的？是根據(jù)導體長期發(fā)熱允許溫度θy來確定其允許電流Iy，使導體的允許電流不小于通過導體的最大長期工作電流．4、為什么要計算導體短時發(fā)熱最高溫度？為了使導體或電器在短路時不致因為過熱而損壞，必須要計算在短路時的最高發(fā)熱溫度θd，并校驗這個溫度是否超過導體或電器短路時發(fā)熱允許溫度θdy，即校驗其熱穩(wěn)定性。如果θd≤θdy時，就滿足導體或電器的熱穩(wěn)定性；反之，需要增加導體截面積或限制短路電流。5、如何計算短路電流周期分量和非周期分量的熱效應？非周期分量熱效應Qfk按下式計算Qfk=TI”

方法二:周期分量熱效應QZk按下式計算方法一:等值代換法:Tdz:稱為短路發(fā)熱等值時間，其值為tdz=tz+tfz6、電動力對導體和電器運行有何影響？短路時，通過導體沖擊電流產(chǎn)生的電動力可達很大的數(shù)值，導體和電器可能因此而產(chǎn)生變型或損壞。閘刀式隔離開關(guān)可能自動斷