電氣設(shè)備的發(fā)熱和電動(dòng)力計(jì)算知識(shí)培訓(xùn)

1、第第 8 8 章章 電氣設(shè)備的發(fā)熱和電動(dòng)力計(jì)算電氣設(shè)備的發(fā)熱和電動(dòng)力計(jì)算 電流通過(guò)電氣設(shè)備有熱效應(yīng)和力效應(yīng)電流通過(guò)電氣設(shè)備有熱效應(yīng)和力效應(yīng),本章本章介紹電氣設(shè)備介紹電氣設(shè)備(正常狀態(tài)正常狀態(tài),短路狀態(tài)短路狀態(tài))的發(fā)熱和電的發(fā)熱和電動(dòng)力的計(jì)算動(dòng)力的計(jì)算.由于學(xué)時(shí)數(shù)有限由于學(xué)時(shí)數(shù)有限,對(duì)于具體的計(jì)算不對(duì)于具體的計(jì)算不做太高要求做太高要求,只要求理解其只要求理解其原理和相關(guān)概念原理和相關(guān)概念.這一這一章也是第九章電氣設(shè)備選擇的理論基礎(chǔ)章也是第九章電氣設(shè)備選擇的理論基礎(chǔ).第第8 8章章 電氣設(shè)備的發(fā)熱和電動(dòng)力計(jì)算電氣設(shè)備的發(fā)熱和電動(dòng)力計(jì)算電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生電能損耗電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生電能損耗; ;鐵磁物

2、質(zhì)在交變磁場(chǎng)中產(chǎn)生渦流和磁滯損耗鐵磁物質(zhì)在交變磁場(chǎng)中產(chǎn)生渦流和磁滯損耗; ;絕緣材料在強(qiáng)電場(chǎng)作用下產(chǎn)生介質(zhì)損耗絕緣材料在強(qiáng)電場(chǎng)作用下產(chǎn)生介質(zhì)損耗 熱能熱能散失到周圍介質(zhì)中散失到周圍介質(zhì)中 加熱導(dǎo)體和電器使其溫度升高加熱導(dǎo)體和電器使其溫度升高 8.1 電氣設(shè)備的允許溫度電氣設(shè)備的允許溫度一、發(fā)熱的危害一、發(fā)熱的危害當(dāng)導(dǎo)體和電器的溫度超過(guò)一定范圍以后，將會(huì)加速絕當(dāng)導(dǎo)體和電器的溫度超過(guò)一定范圍以后，將會(huì)加速絕緣材料的老化緣材料的老化，降低絕緣強(qiáng)度降低絕緣強(qiáng)度，縮短使用壽命，顯著縮短使用壽命，顯著地地降低金屬導(dǎo)體機(jī)械強(qiáng)度降低金屬導(dǎo)體機(jī)械強(qiáng)度(見(jiàn)圖見(jiàn)圖8.1)；將會(huì)惡化導(dǎo)電接；將會(huì)惡化導(dǎo)電接觸部分的連接

3、狀態(tài)觸部分的連接狀態(tài)( (接觸電阻增加接觸電阻增加 )，以致破壞電器，以致破壞電器的正常工作。的正常工作。 圖圖8.1 金屬材料機(jī)械強(qiáng)度與溫度的狀態(tài)金屬材料機(jī)械強(qiáng)度與溫度的狀態(tài)（a）銅）銅1連續(xù)發(fā)熱；連續(xù)發(fā)熱；2短時(shí)發(fā)熱短時(shí)發(fā)熱（b）不同的金屬導(dǎo)體）不同的金屬導(dǎo)體1硬粒鋁；硬粒鋁；2青銅；青銅；3鋼；鋼；4電解銅；電解銅；5銅銅（a）（b）二、發(fā)熱類型二、發(fā)熱類型長(zhǎng)期發(fā)熱：長(zhǎng)期發(fā)熱：由正常工作電流引起的發(fā)熱由正常工作電流引起的發(fā)熱。導(dǎo)體通過(guò)的電流較。導(dǎo)體通過(guò)的電流較小，時(shí)間長(zhǎng)，產(chǎn)生的熱量有充分時(shí)間散失到周圍介質(zhì)中，熱小，時(shí)間長(zhǎng)，產(chǎn)生的熱量有充分時(shí)間散失到周圍介質(zhì)中，熱量是平衡的。達(dá)到穩(wěn)定溫升之

4、后，量是平衡的。達(dá)到穩(wěn)定溫升之后，導(dǎo)體的溫度保持不變導(dǎo)體的溫度保持不變。短路時(shí)發(fā)熱：短路時(shí)發(fā)熱：由短路電流引起的發(fā)熱由短路電流引起的發(fā)熱。由于導(dǎo)體通過(guò)的短路由于導(dǎo)體通過(guò)的短路電流大，產(chǎn)生的熱量電流大，產(chǎn)生的熱量很多，而時(shí)間又短，所以很多，而時(shí)間又短，所以產(chǎn)生的熱量向產(chǎn)生的熱量向周圍介質(zhì)散發(fā)的很少，幾乎都用于導(dǎo)體溫度升高，熱量是不周圍介質(zhì)散發(fā)的很少，幾乎都用于導(dǎo)體溫度升高，熱量是不平衡的平衡的。 導(dǎo)體和電器在運(yùn)行中經(jīng)常的工作狀態(tài)有：導(dǎo)體和電器在運(yùn)行中經(jīng)常的工作狀態(tài)有：（1）正常工作狀態(tài)：）正常工作狀態(tài)：電壓、電流均未超過(guò)允許值，對(duì)應(yīng)的電壓、電流均未超過(guò)允許值，對(duì)應(yīng)的 發(fā)熱為長(zhǎng)期發(fā)熱；發(fā)熱為長(zhǎng)期發(fā)

5、熱；（2）短路工作狀態(tài)：）短路工作狀態(tài)：發(fā)生短路故障，對(duì)應(yīng)的發(fā)熱為短時(shí)發(fā)熱。發(fā)生短路故障，對(duì)應(yīng)的發(fā)熱為短時(shí)發(fā)熱。為了限制發(fā)熱的有害影響，保證導(dǎo)體和電器工為了限制發(fā)熱的有害影響，保證導(dǎo)體和電器工作的可靠性和正常的使用壽命，對(duì)上述兩種發(fā)作的可靠性和正常的使用壽命，對(duì)上述兩種發(fā)熱的允許溫度和允許溫升做了明確的規(guī)定，見(jiàn)熱的允許溫度和允許溫升做了明確的規(guī)定，見(jiàn)表表8.1和表和表8.2。如果長(zhǎng)期正常工作電流或短路電流通過(guò)導(dǎo)體、如果長(zhǎng)期正常工作電流或短路電流通過(guò)導(dǎo)體、電器時(shí)，實(shí)際發(fā)熱溫度不超過(guò)它們各自的發(fā)熱電器時(shí)，實(shí)際發(fā)熱溫度不超過(guò)它們各自的發(fā)熱允許溫度。即允許溫度。即有足夠的熱穩(wěn)定性有足夠的熱穩(wěn)定性。8.

6、2 導(dǎo)體的長(zhǎng)期發(fā)熱計(jì)算導(dǎo)體的長(zhǎng)期發(fā)熱計(jì)算導(dǎo)體的長(zhǎng)期發(fā)熱計(jì)算是導(dǎo)體的長(zhǎng)期發(fā)熱計(jì)算是根據(jù)導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱允許溫度根據(jù)導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱允許溫度y y來(lái)確定其允許電流來(lái)確定其允許電流I Iy y。 只要導(dǎo)體的最大長(zhǎng)期工作電流不大于導(dǎo)體的允許通只要導(dǎo)體的最大長(zhǎng)期工作電流不大于導(dǎo)體的允許通過(guò)電流，那么導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱溫度就不會(huì)超過(guò)過(guò)電流，那么導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱溫度就不會(huì)超過(guò)y y ；或者根據(jù)通過(guò)導(dǎo)體的最大長(zhǎng)期工作電流或者根據(jù)通過(guò)導(dǎo)體的最大長(zhǎng)期工作電流I Imaxmax來(lái)計(jì)算來(lái)計(jì)算導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱溫度導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱溫度c c， 導(dǎo)體的長(zhǎng)期發(fā)熱溫度導(dǎo)體的長(zhǎng)期發(fā)熱溫度c c不大于長(zhǎng)期發(fā)熱允許溫度不大于長(zhǎng)期發(fā)熱允許溫度y y。1、允許電

7、流、允許電流Iy的確定的確定 對(duì)于母線、電纜等均勻?qū)w的允許電流對(duì)于母線、電纜等均勻?qū)w的允許電流Iy，在實(shí)際，在實(shí)際電氣設(shè)計(jì)中，通常采用查表法來(lái)確定電氣設(shè)計(jì)中，通常采用查表法來(lái)確定. 國(guó)產(chǎn)的各種母線和電纜截面已標(biāo)準(zhǔn)化，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)截國(guó)產(chǎn)的各種母線和電纜截面已標(biāo)準(zhǔn)化，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)截面和導(dǎo)體面和導(dǎo)體計(jì)算環(huán)境溫度為計(jì)算環(huán)境溫度為25及最高發(fā)熱允許溫度及最高發(fā)熱允許溫度y為為70，編制了，編制了標(biāo)準(zhǔn)截面允許電流表標(biāo)準(zhǔn)截面允許電流表。設(shè)計(jì)時(shí)可從中查取。設(shè)計(jì)時(shí)可從中查取。 當(dāng)任意當(dāng)任意環(huán)境溫度為環(huán)境溫度為時(shí)允許電流時(shí)允許電流為為 (A) Iy實(shí)際環(huán)境溫度為實(shí)際環(huán)境溫度為時(shí)的導(dǎo)體允許電流，時(shí)的導(dǎo)體允許電流，A；

8、Iy 計(jì)算環(huán)境溫度為計(jì)算環(huán)境溫度為0時(shí)的導(dǎo)體允許電流，時(shí)的導(dǎo)體允許電流，A； y 導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱允許溫度，導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱允許溫度， 實(shí)際環(huán)境溫度，實(shí)際環(huán)境溫度，（見(jiàn)表（見(jiàn)表8.3）；）； 0計(jì)算環(huán)境溫度，計(jì)算環(huán)境溫度，（見(jiàn)表（見(jiàn)表8.4）。）。 0yyyyII 例例 某發(fā)電廠主母線的截面為某發(fā)電廠主母線的截面為50mm5mm，材料為鋁。，材料為鋁。0為為25，為為30。試求該母線豎放時(shí)長(zhǎng)期工作允許電流。試求該母線豎放時(shí)長(zhǎng)期工作允許電流。解：解：從母線載流量表中查出截面為從母線載流量表中查出截面為50mm50mm，025，鋁母線豎放時(shí)的長(zhǎng)期允許電流鋁母線豎放時(shí)的長(zhǎng)期允許電流Iy =665A。將其代入

9、式（。將其代入式（5.1）中，得到中，得到30時(shí)的母線長(zhǎng)期允許電流，即時(shí)的母線長(zhǎng)期允許電流，即 （A）627257030706650yyyyII當(dāng)實(shí)際環(huán)境溫度為當(dāng)實(shí)際環(huán)境溫度為, 通過(guò)載流導(dǎo)體的長(zhǎng)期負(fù)荷電流通過(guò)載流導(dǎo)體的長(zhǎng)期負(fù)荷電流為為Imax時(shí)，穩(wěn)定溫度時(shí)，穩(wěn)定溫度c 可按下式計(jì)算可按下式計(jì)算。2、導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱穩(wěn)定溫度、導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱穩(wěn)定溫度 c的確定的確定yycIImax)(式中式中 c導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱溫度，導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱溫度，； Imax通過(guò)導(dǎo)體的最大長(zhǎng)期工作電流通過(guò)導(dǎo)體的最大長(zhǎng)期工作電流(持續(xù)持續(xù)30min 以上的最大工作電流以上的最大工作電流)A； Iy校正后的導(dǎo)體允許電流，校正后的導(dǎo)體允許

10、電流，A。8.3 導(dǎo)體短路時(shí)的發(fā)熱計(jì)算導(dǎo)體短路時(shí)的發(fā)熱計(jì)算(短路電流的熱效應(yīng)短路電流的熱效應(yīng))1、計(jì)算載流導(dǎo)體短路發(fā)熱的目的、計(jì)算載流導(dǎo)體短路發(fā)熱的目的. 確定當(dāng)載流導(dǎo)體附近發(fā)生確定當(dāng)載流導(dǎo)體附近發(fā)生最嚴(yán)重的短路最嚴(yán)重的短路時(shí)，導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體的的最高發(fā)熱溫度最高發(fā)熱溫度d是否超過(guò)所規(guī)定的是否超過(guò)所規(guī)定的短時(shí)發(fā)熱允許最短時(shí)發(fā)熱允許最高溫度高溫度dy （鋁及其合金為（鋁及其合金為200；銅為；銅為300）。）。2、 短時(shí)發(fā)熱的特點(diǎn)短時(shí)發(fā)熱的特點(diǎn) 1）短路電流大而持續(xù)時(shí)間短（）短路電流大而持續(xù)時(shí)間短（0.158秒），導(dǎo)體秒），導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的熱量來(lái)不及擴(kuò)散，可視為內(nèi)產(chǎn)生的熱量來(lái)不及擴(kuò)散，可視為絕熱過(guò)程絕熱

11、過(guò)程；3、熱穩(wěn)定性的概念：、熱穩(wěn)定性的概念： 是指電器通過(guò)短路電流時(shí)，電器的是指電器通過(guò)短路電流時(shí)，電器的導(dǎo)體導(dǎo)體和絕緣部分和絕緣部分不因短路電流的熱效應(yīng)使其溫度超不因短路電流的熱效應(yīng)使其溫度超過(guò)它的短路時(shí)最高允許溫度，而造成損壞。過(guò)它的短路時(shí)最高允許溫度，而造成損壞。 當(dāng)當(dāng)ddy時(shí)，就滿足導(dǎo)體或電器的熱穩(wěn)定性時(shí)，就滿足導(dǎo)體或電器的熱穩(wěn)定性 2）短路時(shí)，溫度變化范圍很大，導(dǎo)體）短路時(shí)，溫度變化范圍很大，導(dǎo)體電阻電阻和和比熱比熱不能再視為常數(shù)，而應(yīng)不能再視為常數(shù)，而應(yīng)為溫度的函數(shù)為溫度的函數(shù)。4、短路電流熱效應(yīng)短路電流熱效應(yīng)Qk的計(jì)算的計(jì)算 qdtdAAdtiSd0221 S導(dǎo)體的截面積，導(dǎo)體的

12、截面積，m2。 id短路電流的有效值，短路電流的有效值，A Ad為導(dǎo)體短路發(fā)熱至最高溫度時(shí)所對(duì)應(yīng)的為導(dǎo)體短路發(fā)熱至最高溫度時(shí)所對(duì)應(yīng)的A值值 Aq為短路開(kāi)始時(shí)刻導(dǎo)體起始溫度為為短路開(kāi)始時(shí)刻導(dǎo)體起始溫度為q所對(duì)應(yīng)的所對(duì)應(yīng)的A值。發(fā)生短路時(shí)，導(dǎo)體溫度變化范圍很大，從幾十度升高幾百度。發(fā)生短路時(shí)，導(dǎo)體溫度變化范圍很大，從幾十度升高幾百度。所以，導(dǎo)體的所以，導(dǎo)體的電阻率和比熱電阻率和比熱不能看做常數(shù)，應(yīng)是溫度的函數(shù)。不能看做常數(shù)，應(yīng)是溫度的函數(shù)。根據(jù)短路時(shí)導(dǎo)體發(fā)熱計(jì)算條件，導(dǎo)體產(chǎn)生的全部熱量與其吸根據(jù)短路時(shí)導(dǎo)體發(fā)熱計(jì)算條件，導(dǎo)體產(chǎn)生的全部熱量與其吸收的熱量相平衡收的熱量相平衡: 此式左邊的此式左邊的 與

13、短路電流產(chǎn)生的熱量成比例，稱為與短路電流產(chǎn)生的熱量成比例，稱為短路電流的熱效應(yīng)短路電流的熱效應(yīng)（或熱脈沖），用（或熱脈沖），用 Qk 表示表示,故有：故有： J/(m4)dtidtd02q21dkAQASQk的計(jì)算和的計(jì)算和Ad與與Aq的計(jì)算，用解析方法都很麻煩，因的計(jì)算，用解析方法都很麻煩，因此，此，工程上一般都采取簡(jiǎn)化的計(jì)算方法工程上一般都采取簡(jiǎn)化的計(jì)算方法。現(xiàn)分述如下?，F(xiàn)分述如下。u（1）小系統(tǒng)短路電流熱效應(yīng)）小系統(tǒng)短路電流熱效應(yīng)Qk的計(jì)算的計(jì)算由于短路電流瞬時(shí)值d變化復(fù)雜，因此在工程應(yīng)用中在工程應(yīng)用中采用采用穩(wěn)定電流穩(wěn)定電流I及及等效（假象）發(fā)熱時(shí)間等效（假象）發(fā)熱時(shí)間tdz實(shí)施代換實(shí)

14、施代換的計(jì)算方法，其物理概念如圖的計(jì)算方法，其物理概念如圖8.2所示。所示。 圖8.2 無(wú)自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器的曲線采用等值時(shí)間法來(lái)計(jì)算熱效應(yīng)Qk，即在短路時(shí)間在短路時(shí)間t內(nèi)電流內(nèi)電流d產(chǎn)生的熱效應(yīng)與等值時(shí)間產(chǎn)生的熱效應(yīng)與等值時(shí)間tdz內(nèi)穩(wěn)態(tài)電流內(nèi)穩(wěn)態(tài)電流I產(chǎn)生的熱效產(chǎn)生的熱效應(yīng)相同應(yīng)相同，如圖8.2所示。因此有 （8.9）tdz :稱為短路發(fā)熱等值時(shí)間稱為短路發(fā)熱等值時(shí)間，其值為 tdz = tz + tfz （8.10）式中 tz短路電流周期分量等值時(shí)間，s； tfz短路電流非周期分量等值時(shí)間，s。 tz從圖8.3周期分量等值時(shí)間曲線查得， 圖中 ，t為短路計(jì)算時(shí)間。為短路計(jì)算時(shí)間。dz2t02

15、dktIdtiQ II圖8.3 具有自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器的發(fā)電機(jī) 短路電流周期分量等值時(shí)間曲線圖8.4f（A）曲線當(dāng)t 1s時(shí)，短路電流非周期分量基本衰減完了，可不計(jì)及非周期分量的發(fā)熱，所以不計(jì)算tfz，只計(jì)算tz， 在在t 1s時(shí)，應(yīng)計(jì)及非周期分量的發(fā)熱時(shí)，應(yīng)計(jì)及非周期分量的發(fā)熱 :205. 0 fzt0.1t1s時(shí):t0.1s時(shí): 20.025z0.05(1)tfte短路電流熱效應(yīng)短路電流熱效應(yīng) 計(jì)算：計(jì)算：KQfKZKKtfztzttdKQQQdtiidtiQ可近似認(rèn)為：2002（2）大系統(tǒng)短路電流熱效應(yīng)計(jì)算）大系統(tǒng)短路電流熱效應(yīng)計(jì)算（1） 周期分量有效值的周期分量有效值的QZK計(jì)算計(jì)算 22

16、2221012I :2:tztzZKtzztIIIQtKAtIsKAItsKAts次暫態(tài)短路電流；時(shí)周期分量有效值；時(shí)周期分量有效值；短路持續(xù)時(shí)間，利用辛普松公式：利用辛普松公式：ZtzQdtId02說(shuō)明：說(shuō)明：v 短路電流持續(xù)時(shí)間短路電流持續(xù)時(shí)間t =繼保裝置動(dòng)作時(shí)間繼保裝置動(dòng)作時(shí)間tb+斷路器分閘時(shí)間斷路器分閘時(shí)間tfd tb=保護(hù)啟動(dòng)機(jī)構(gòu)保護(hù)啟動(dòng)機(jī)構(gòu)+延時(shí)機(jī)構(gòu)延時(shí)機(jī)構(gòu)+執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作時(shí)間執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作時(shí)間 tfd =固有分閘時(shí)間固有分閘時(shí)間+電弧持續(xù)時(shí)間電弧持續(xù)時(shí)間 無(wú)延時(shí)時(shí)：無(wú)延時(shí)時(shí)：tb0.040.06 s； 高速斷路器：高速斷路器：tfd0.1 s 普通斷路器：普通斷路器：tfd0.2

17、 sv 當(dāng)當(dāng)t=5 s后，認(rèn)為短路電流已經(jīng)穩(wěn)定為后，認(rèn)為短路電流已經(jīng)穩(wěn)定為I （2） 非周期分量有效值的非周期分量有效值的QfK計(jì)算計(jì)算22/2)1(2TIIeTQaTtafK如果如果短路持續(xù)時(shí)間短路持續(xù)時(shí)間 t1s 時(shí)時(shí)，導(dǎo)體的發(fā)熱量，導(dǎo)體的發(fā)熱量由周期由周期分量熱效應(yīng)決定分量熱效應(yīng)決定。此時(shí)可以不計(jì)非周期分量的影響。此時(shí)可以不計(jì)非周期分量的影響。既既：T T 非周期分量非周期分量等效時(shí)間，可按書(shū)表等效時(shí)間，可按書(shū)表8.58.5查得。查得。 zKKQQ 8.3.3 校驗(yàn)電氣設(shè)備的熱穩(wěn)定方法校驗(yàn)電氣設(shè)備的熱穩(wěn)定方法1）允許溫度法：）允許溫度法： 校驗(yàn)方法是利用公式校驗(yàn)方法是利用公式 利用曲線來(lái)

18、求短路時(shí)導(dǎo)體最高發(fā)熱溫度利用曲線來(lái)求短路時(shí)導(dǎo)體最高發(fā)熱溫度d，當(dāng)，當(dāng)d 小于或等于導(dǎo)體短路時(shí)發(fā)熱允許小于或等于導(dǎo)體短路時(shí)發(fā)熱允許溫度溫度dy時(shí)，認(rèn)為導(dǎo)體在短路時(shí)發(fā)熱滿足熱時(shí)，認(rèn)為導(dǎo)體在短路時(shí)發(fā)熱滿足熱穩(wěn)定。否則，不滿足熱穩(wěn)定。穩(wěn)定。否則，不滿足熱穩(wěn)定。q2kdASQA（1）校驗(yàn)載流導(dǎo)體熱穩(wěn)定方法）校驗(yàn)載流導(dǎo)體熱穩(wěn)定方法2)2)、最小截面法、最小截面法 計(jì)算最小截面公式計(jì)算最小截面公式 （m2）式中式中 C熱穩(wěn)定系數(shù)，熱穩(wěn)定系數(shù)， Kj集膚效應(yīng)系數(shù)，查設(shè)計(jì)手冊(cè)得。集膚效應(yīng)系數(shù)，查設(shè)計(jì)手冊(cè)得。 用最小截面用最小截面Smin來(lái)校驗(yàn)載流導(dǎo)體的熱穩(wěn)定性，來(lái)校驗(yàn)載流導(dǎo)體的熱穩(wěn)定性，當(dāng)所選當(dāng)所選擇的導(dǎo)體截面

19、擇的導(dǎo)體截面S大于或等于大于或等于Smin時(shí)，導(dǎo)體是熱穩(wěn)定的；時(shí)，導(dǎo)體是熱穩(wěn)定的；反之，不滿足熱穩(wěn)定。反之，不滿足熱穩(wěn)定。 zminzdjdjdqtKISItKAACqdCAA（2）校驗(yàn)電器熱穩(wěn)定的方法）校驗(yàn)電器熱穩(wěn)定的方法 電器的種類多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其熱穩(wěn)定性通常由產(chǎn)品或電器制造電器的種類多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其熱穩(wěn)定性通常由產(chǎn)品或電器制造廠給出的熱穩(wěn)定時(shí)間廠給出的熱穩(wěn)定時(shí)間ts內(nèi)的熱穩(wěn)定電流內(nèi)的熱穩(wěn)定電流Ir來(lái)表示。一般來(lái)表示。一般 ts的時(shí)間有的時(shí)間有1s、4s、5s和和10s。ts和和Ir可以從產(chǎn)品技術(shù)數(shù)據(jù)表中查得。校驗(yàn)電可以從產(chǎn)品技術(shù)數(shù)據(jù)表中查得。校驗(yàn)電器熱穩(wěn)定應(yīng)滿足下式器熱穩(wěn)定應(yīng)滿足下式 （

20、8.18） 如果不滿足式（如果不滿足式（8.18）關(guān)系，則說(shuō)明電器不滿足熱穩(wěn)定，這樣的）關(guān)系，則說(shuō)明電器不滿足熱穩(wěn)定，這樣的電器不能選用電器不能選用。dzrtItI22例題： 系統(tǒng)中某發(fā)電廠高壓母線的出現(xiàn)上發(fā)生三相短路，系統(tǒng)中某發(fā)電廠高壓母線的出現(xiàn)上發(fā)生三相短路， 短路持續(xù)時(shí)間為短路持續(xù)時(shí)間為0.2秒。發(fā)電廠支路所供短路電流：秒。發(fā)電廠支路所供短路電流：系統(tǒng)支路所供短路電流：系統(tǒng)支路所供短路電流：求短路點(diǎn)短路電流的熱效應(yīng)。求短路點(diǎn)短路電流的熱效應(yīng)。解：短路點(diǎn)的短路電流為發(fā)電廠支路和系統(tǒng)支路所供短路電流解：短路點(diǎn)的短路電流為發(fā)電廠支路和系統(tǒng)支路所供短路電流之和，故短路點(diǎn)短路電流為：之和，故短路點(diǎn)

21、短路電流為：0.10.224.920.118,CCCIkAIkAIkA ，0.10.256.952.550.3,sssIkAIkAIkA，)(3 .683 .5018)(7 .725 .522 .20)(8 .819 .569 .242 . 01 . 0kAIkAIkAI 短路點(diǎn)短路電流周期分量熱效應(yīng)：短路點(diǎn)短路電流周期分量熱效應(yīng)：非周期分量熱效應(yīng)：非周期分量熱效應(yīng)：短路點(diǎn)短路電流熱效應(yīng)：短路點(diǎn)短路電流熱效應(yīng)：)(15.10702 . 0123 .687 .72108 .812222SkAQz)( 1 .6698 .811 . 022skAQzf)(25.17391 .66915.10702s

22、kAQQQfzzd8.4 導(dǎo)體短路時(shí)的電動(dòng)力計(jì)算導(dǎo)體短路時(shí)的電動(dòng)力計(jì)算(短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)短路電流的電動(dòng)力效應(yīng))1、計(jì)算短路電流產(chǎn)生的電動(dòng)力之目的、計(jì)算短路電流產(chǎn)生的電動(dòng)力之目的 以便選用適當(dāng)強(qiáng)度的電器設(shè)備，保證足夠的電動(dòng)力以便選用適當(dāng)強(qiáng)度的電器設(shè)備，保證足夠的電動(dòng)力穩(wěn)定性；必要時(shí)也可采用限制短路電流的措施。穩(wěn)定性；必要時(shí)也可采用限制短路電流的措施。2、動(dòng)穩(wěn)定性動(dòng)穩(wěn)定性的概念的概念動(dòng)穩(wěn)定是指電器通過(guò)短路電流時(shí)，其動(dòng)穩(wěn)定是指電器通過(guò)短路電流時(shí)，其導(dǎo)體、絕緣和導(dǎo)體、絕緣和機(jī)械部分機(jī)械部分不因短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)引起損壞，而不因短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)引起損壞，而能繼續(xù)工作的性能。能繼續(xù)工作的性能。

23、3、平行導(dǎo)體間的電動(dòng)力計(jì)算、平行導(dǎo)體間的電動(dòng)力計(jì)算71 2L210 xFki ia圖8.5 兩平行圓導(dǎo)體間的電動(dòng)力圖8.6 平行矩形截面導(dǎo)體兩導(dǎo)體的兩導(dǎo)體的中心距離為中心距離為a，長(zhǎng)度為，長(zhǎng)度為L(zhǎng)。Kx截面形狀系數(shù)。截面形狀系數(shù)。 Kx可以理解為由于可以理解為由于電流并電流并不集中在導(dǎo)體軸線上不集中在導(dǎo)體軸線上，而需要，而需要進(jìn)行修正的系數(shù)進(jìn)行修正的系數(shù)v K Kx x計(jì)算復(fù)雜，實(shí)際中已制成截計(jì)算復(fù)雜，實(shí)際中已制成截面形狀系數(shù)曲線或表格，供設(shè)面形狀系數(shù)曲線或表格，供設(shè)計(jì)時(shí)使用。計(jì)時(shí)使用。v圓形導(dǎo)體的形狀系數(shù)圓形導(dǎo)體的形狀系數(shù) 。 1xK4、三相短路時(shí)最大電動(dòng)力計(jì)算：、三相短路時(shí)最大電動(dòng)力計(jì)算：

24、 三相母線布置在同一平面是實(shí)際中經(jīng)常采用的一種布置形三相母線布置在同一平面是實(shí)際中經(jīng)常采用的一種布置形式。式。在同一時(shí)刻，各相電流是不相同的。發(fā)生對(duì)稱三相短路時(shí)，在同一時(shí)刻，各相電流是不相同的。發(fā)生對(duì)稱三相短路時(shí)，作用于每相母線上的電動(dòng)力大小是由該相母線的電流與其它兩作用于每相母線上的電動(dòng)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相電流的相互作用力所決定的。 如三相導(dǎo)體布置在同一平面內(nèi)，中間相所受的電動(dòng)力最如三相導(dǎo)體布置在同一平面內(nèi)，中間相所受的電動(dòng)力最大。大。經(jīng)過(guò)證明，經(jīng)過(guò)證明，B B相所受的電動(dòng)力最大，比相所受的電動(dòng)力最大，比A A相、相、C C相大相大7 7。 圖8.8

25、對(duì)稱三相短路電動(dòng)力FACFCAiAiBicaa27max1073. 1chiaLF 式中式中 ： Fmax三相短路時(shí)的最大三相短路時(shí)的最大電動(dòng)力，電動(dòng)力，N； L母線絕緣子跨距，母線絕緣子跨距，m；a相間距離，相間距離，m； ich三相短路沖擊電流三相短路沖擊電流，A。5、兩相短路和三相短路時(shí)最大電動(dòng)力的比較：、兩相短路和三相短路時(shí)最大電動(dòng)力的比較：332866.023chchchiii 7237232105.110866.02alikalikFchxchx結(jié)論：三相短路時(shí)，設(shè)備所受的電動(dòng)力最大，應(yīng)采用三相結(jié)論：三相短路時(shí)，設(shè)備所受的電動(dòng)力最大，應(yīng)采用三相短路電流來(lái)進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定效應(yīng)。短路電流來(lái)進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定效應(yīng)。校驗(yàn)電氣設(shè)備動(dòng)穩(wěn)定的方法（1）校驗(yàn)?zāi)妇€動(dòng)穩(wěn)定的方法）校驗(yàn)?zāi)妇€動(dòng)穩(wěn)定的方法 按下式校驗(yàn)?zāi)妇€動(dòng)穩(wěn)定按下式校驗(yàn)?zāi)妇€動(dòng)穩(wěn)定 yzd （Pa） （2）校驗(yàn)電器動(dòng)穩(wěn)定的方法校驗(yàn)電器動(dòng)穩(wěn)定的方法 ijich (kA) ij電器極限通