載流導體短路時電動力計算

第三章常用計算的基本理論和方法§3.3載流導體短路時電動力計算載流導體位于磁場中，要受到磁場力的作用，這種力稱為電動力。電力系統(tǒng)短路時，導體中通過很大的短路電流，導體會遭受巨大的電動力作用。如果機械強度不夠，將使導體變形或損壞。一、兩條導體間的電動力兩條平行細長載流導體間的電動力i1i2a12L考慮導體截面尺寸和形狀的影響截面形狀：矩形、圓形、槽形等理論計算：將實際導體看成由若干無限細長導體組成，求合力工程計算：乘以形狀系數(shù)，即K二、三相導體短路的電動力1.電動力的計算三相短路電流：（不計短路電流周期分量的衰減）式中，二、三相導體短路的電動力假設三相導體布置在同一平面內，1.電動力的計算iAiBiCABC則在三相短路時，中間相(B相)和外邊相(A、C相)

的受力情況并不相同。二、三相導體短路的電動力作用在中間相的電動力1.電動力的計算iAiBiCABCFBAFBC按衰減的非周期分量按衰減的工頻分量不衰減的2倍工頻分量二、三相導體短路的電動力作用在外邊相的電動力1.電動力的計算iAiBiCABCFABFCB按衰減的非周期分量按衰減的工頻分量不衰減的2倍工頻分量FACFCA不衰減的固定分量二、三相導體短路的電動力2.電動力的最大值出現(xiàn)最大值的條件：1)非周期分量為最大，初相角需滿足一定條件；2)短路后半個周期，即t=0.01s。則故計算最大電動力時應取B相的值。為三相沖擊電流式中，可見二、三相導體短路的電動力比較兩相短路和三相短路時的電動力2.電動力的最大值由于故所以可見故若fp=fg（設頻率為fp）持續(xù)力作用一次力作用二、三相導體短路的電動力3.導體振動時的動態(tài)應力共振質量彈性彈性系統(tǒng)固有振動（振動頻率為fg）強迫振動共振由前述可知，三相短路電動力含中有工頻和2倍工頻兩個分量。如果導體的固有頻率接近這兩個頻率之一時，就會出現(xiàn)共振現(xiàn)象，甚至使導體及其構架損壞。所以在設計時，應避免發(fā)生共振。二、三相導體短路的電動力一階固有頻率的計算3.導體振動時的動態(tài)應力式中Nf——頻率系數(shù)；

L——跨距；

E——導體材料的彈性模量；

J——導體截面慣性矩；

m——導體單位長度的質量。二、三相導體短路的電動力動態(tài)應力的影響3.導體振動時的動態(tài)應力對動態(tài)應力的考慮，一般采用修正靜態(tài)計算法，即可見，固有頻率在中間范圍內變化時，β>1，動態(tài)應力較大；當固有頻率較低時，β<1；當固有頻率較高時，β≈1。動態(tài)應力系數(shù)β二、三相導體短路的電動力動態(tài)應力的影響3.導體振動時的動態(tài)應力單條導體及一組中的各條導體35~135Hz；多條導體及引下線的單條導體35~155Hz；槽形和管形導體30~160Hz。為了避免導體產生危險的共振，對于重要的導體，應使其固有頻率在下述范圍以外：如果固有頻率在上述范圍以外，可取β=1。二、三相導體短路的電動力[例3-5]

某發(fā)電廠裝有10kV單條矩形鋁導體，尺寸為60mm×6mm，支柱絕緣子之間的距離L=1.2m，相間距離a=0.35m，三相短路沖擊電流ish

=45kA。導體彈性模量E=7×1010Pa，單位長度的質量m=0.972kg/m。試求導體的固有頻率及最大電動力。解導體的一階固有頻率為導體的截面慣性矩當導體支撐方式為兩端簡支，查表3-5，得Nf=1.57，故有二、三相導體短路的電動力[例3-5]

某發(fā)電廠裝有10kV單條矩形鋁導體，尺寸為60mm×6mm，支柱絕緣子之間的距離L=1.2m，相間距離a=0.35m，三相短路沖擊電流ish

=45kA。導體彈性模量E=7×1010Pa，單位長度的質量m=0.972kg/m。試求導