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详解电气设备的热稳定与动稳定(额定短时耐受电流、额定峰值耐受

来源:未知    时间:2019-11-07

详解电气设备的热稳定与动稳定(额定短时耐受电流、额定峰值耐受电流)

 

一、电气的热稳定与动稳定

 

热稳定电流是老的称呼,现称:额定短时耐受电流(IK)

电流通过导体时,导体要产生热量,并且该热量与电流的平方成正比,当有短路电流通过导体时,将产生巨大的热量,由于短路时间很 短,热量来不及向周围介质散发,衡量电路及元件在这很短的时间里, 能否承受短路时巨大热量的能力为热稳定(在规定的使用和性能条件 下,在规定的短时间内,开关设备和控制设备在合闸位置能够承载的短路电流的有效值)。

额定短时耐受电流的标准值应当从GB762中规定的R10系列中选取, 并应该等于开关设备和控制设备的短路额定值。

注:R10系列包括数字1,1.25,1.6,2,2.5,3.15,4,5,6.3,8及其与10n的乘积

 

动稳定电流是老的称呼,现称:额定峰值耐受电流(IP)

短路电流、短路冲击电流通过导体时,相邻载流导体间将产生巨大的电动力,衡量电路及元件能否承受短路时最大电动力的这种能力,称作动稳定(在规定的使用和性能条件下,开关设备和控制设备在合闸位置能够承载的额定短时耐受电流第一个大半波的电流峰值)。

额定峰值耐受电流应该等于2.5倍额定短时耐受电流。

注:按照系统的特性,可能需要高于2.5倍额定短时耐受电流的数值。

扩展阅读:

通过电流的导线周围有磁场,而磁场作用于其范围的铁磁物质使其受力,因此同方向电流的两条导线互相吸引,反方向电流的两条导线互相排斥。这种吸引或排斥的力即电气线路所称的“电动力”。

正常工作情况下,导体通过的工作电流不大,因而电动力也不大,不会影响电气设备的正常工作。短路时,导体通过很大的冲击电流,产生的电动力可达很大的数值,导体和电器可能因此而产生变形或损坏。闸刀式隔离开关可能自动断开而产生误动作,造成严重事故。开关电器触头压力明显减少,可能造成触头熔化或熔焊,影响触头的正常工作或引起重大事故。因此,必须计算电动力,以便正确地选择和校验电气设备,保证有足够的电动力稳定性,使配电装置可靠地工作。

 

额定短路持续时间(tk)

开关设备和控制设备在合闸位置能承载额定短时耐受电流的时间间隔。

额定短路持续时间的标准值为2s。

如果需要,可以选取小于或大于2s的值。推荐值为0.5s,1s,3s和4s。

 

二、根据额定短时耐受电流来确定导体截面: 

GB3906[附录D]中公式:S=I/a√(t/△θ)

式中:I--额定短时耐受电流(A);a—材质系数,铜为13,铝为

8.5;t--额定短路持续时间(S);△θ—温升(K),对于裸导体一般取

180K,对于4S持续时间取215K。则:

25KA/4S系统铜母线最小截面积S=(25/13)*√4/215=260 mm2

31.5KA/4S系统铜母线最小截面积S=(31.5/13)*√4/215=330 mm2

40KA/4S系统铜母线最小截面积S=(40/13)*√4/215=420 mm2

63KA/4S系统铜母线最小截面积S=(63/13)*√4/215=660 mm2

80KA/4S系统铜母线最小截面积S=(80/13)*√4/215=840 mm2

接地母线按系统额定短时耐受电流的86.7%考虑:

25KA/4S系统接地铜母线最小截面积S=260*86.7% =225mm2

31.5KA/4S系统接地铜母线最小截面积S=330*86.7% =287mm2

40KA/4S系统接地铜母线最小截面积S=420*86.7%=370mm2

63KA/4S系统接地铜母线最小截面积S=660*86.7% =580mm2

80KA/4S系统接地铜母线最小截面积S=840*86.7% =730mm2

根据以上计算,总结所用TMY的最小规格如下:

 

 

有人采用:S=I∝√t kjf 103/165;kjf:集肤效应系数-TMY取1.15计算结果偏大,建议采用以上计算。

 

三、根据额定峰值耐受电流来确定铜母线最大跨距(两个支撑间的最大距离)

原则:作用在母线上的作用应力kg/cm≤母线允许应力;

公式:△js=1.76L2i2*10-3/aW≤△   △y=1400(Cu).700(Al)

式中:L——母线支撑间距(cm);a——相间距离(cm);W—— 矩形母线截面系数;ich——额定峰值耐受电流(kA)。

根据上式导出:

LMAX=√1400aw 103/1.76 i2=√0.795*106aw/ i

矩形母线截面系数:

1/母线宽度相对时:W=0.167b2h;100*10=1.67;80*8=0.855

2/母线厚度相对时:W=0.167bh2;100*10=16.7;80*8=8.55

其中:b(cm): 母线宽度,h(cm): 母线厚度

所以:对于31.5KA系统,TMY100*10母线厚度相对时,假定a=28cm(中置柜),则:

LMIN==√0.795*106aw/ ich=240(cm)=2400mm;

对于31.5KA系统,TMY80*8母线厚度相对时,假定a=28cm,则: LMIN==√0.795*106aw/ ich=1700mm;

对于40KA系统,TMY100*10母线厚度相对时,假定a=28cm,则:

LMIN==√0.795*106aw/ ich=1900mm; TMY80*8母线厚度相对时,假定a=28cm,则: LMIN==√0.795*106aw/ ich=1370mm;

各种母线排列的最小跨距(mm)[280mm相距为例]

 

就是说:

1.母线厚度相对时:

KYN28-12型产品选用TMY100*10距离1400以内可不加支撑,超过1400必须加支撑;当KYN28-12型产品选用TMY80*8距离1200以内可不加支撑,超过1200必须加支撑;

2.母线宽度相对时:

KYN28-12型产品选用TMY100*10距离700以内可不加支撑,超过

700必须加支撑;

KYN28-12型产品选用TMY8*8距离500以内可不加支撑,超过500 必须加支撑。www.yixingdq.com
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