试论供电工程中的导体和电器的选择 - 图文

第二章电气设备选择的一般条件

第二章电器设备选择的一般条件

2.1按正常条件选择

1、额定电压的选择

设备的最高工作电压： （1.1~1.15）UN 电网的最高工作电压： 1.15USN

UN?USN 受电设备或系统额定电压设备最高电压 10 110 220

设备最高电压 11.5 126 252 2、额定电流的选择

导体和电器的额定电流IN应不小于各种运行方式下流过设备的最大持续工作电流Imax，即：IN?Imax。

IN指在额定周围环境温度下，电器设备长期允许通过的最大电流。 3、环境条件对设备选择的影响

当海拔<1000m时，选择普通非高原性设备。当海拔1000~3500m时，海拔比制造厂家规定值每升高100m，电器设备最高允许工作电压下降1%。当最高工作电压不能满足要求时：应该用高原型电器设备或采用外绝缘高一级的产品。

我国生产的电器设备一般使用的额定环境温度为40℃。每增1℃，额定电流减少1.8%进行修正。环境温度< 40℃：每降1℃，额定电流增加0.5%进行修正，但最大电流不得超过额定电流的20%。 4、日照

屋外高压电器在日照条件下将产生附加温升。但高压电器的发热试验是在背面阳光直射的条件下进行的。如果制造部门未能提出产品在日照下额定载流量下降的数据，在设计时可按电器额定电流的80%选择设备。在进行计算时，日照强度取0.1W/cm，风速取0.5m/cm。

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试论供电工程中导体和电器的选择

2.2 按短路状态校验

1、短路热稳定校验

短路发热的最高温度不超过短时发热的最高允许温度。

Ittt?Qk

Ittt：电器设备允许通过的热稳定电流和时间

Qk：短路电流产生的热效应

2、动稳定性校验

动稳定性指导体和电器承受短路电流机械效应的能力。

ies(Ies)?ish(Ish)

ies(Ies)：电器设备允许通过的动稳定电流幅值及其有效值 ish(Ish)：短路冲击电流幅值及其有效值

3、下列几种情况简化短路校验

（1）用熔断器保护 的电器设备，其热稳定由熔断时间保证，故可不校验热稳定。

（2）采用有限流电阻的熔断器断器保护 的电器设备，可不校验动稳定。 （3）装设在电压互感器回路中 的裸导体和电器设备，可不校验动、热稳定。 4、短路电流计算条件

按本工程设计最终容量计算，并考虑电力系统远景发展（一般为工程建成后5~10年），其接线应采用可能发生最大短路电流的正常接线方式，但不考虑在切换过程中可能短时并列的接线方式（如切换厂用变压器时的并列）。一般按系统最大运行方式下三相短路计算。选择通过导体和电器的短路电流为最大的那些点做计算点。

计算短路点：①两侧均有电源的断路器（如：发电厂与系统相连的出线断路器，发电机、变压器回路的断路器），比较断路器前后短路时短路电流的大小，择其大者做短路计算点。②母联断路器，考虑当采用该母联断路器向备用线路充电时，备用母线故障流过该备用母线的全部短路电流。③带电抗器的出线回路，由于干式电抗器工作可靠性较高，且断路器与电抗器间的连线很短，故障几率小，一般可选电抗器后为计算短路点，这样出线可选用轻型电抗器，以节约投资。 短路时间计算：

校验热稳定性的时间计算 tk?tpr?tbr

tk：短路计算时间

tpr：继电保护动作时间（在校验裸导体短路热效应时，宜采用主保护工作时

间。如主保护有死区，则采用能对该死区起作用的后备保护动作时间，并采用相应处的短路电流值。在校验电器的短路热效应时，宜采用后备保护动作时间。）

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第二章电气设备选择的一般条件

tbr：相应断路器的全开断时间

??tpr1?tin 短路开断计算时间：tk?：短路计算时间 tktpr1：继电保护主保护动作时间

tin：断路器的固有分闸时间

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试论供电工程中导体和电器的选择

第三章高压断路器、隔离开关和互感器的选择

电弧的概念：触头开断有一定电压和电流的电路时，触头间产生强烈而又刺眼亮光的现象。电弧产生的条件，电源电压>10~20V，电流>80~100mA。动静触头分离瞬间，触头间就会出现电弧。此时，触头虽已分开，但是电路中的电流还在继续流通。只有电弧熄灭，电路才被真正断开。

电弧产生的过程：当触头刚分开时，触头间距离很小，在外加电压的作用下，产生很强的电场强度（E=U/d），当E>3X106V/m时，阴极表面的电子就会被电场力拉出而形成触头空间的自由电子。触头刚分离的瞬间，接触电阻突然加大而产生高温及电弧燃烧，使阴极表面受热会出现强烈的炽热点，阴极将会不断地发射出电子，在电场力的作用下，向阳极做加速运动。阴极表面发射出的电子和弧隙中原有的少数电子在强电场能的作用下，向阳极方向运动，并不断地与其他粒子（如气体原子、分子）发生碰撞，将中性粒子中的电子击出，游离成正离子和新的自由电子，新产生的电子也向阳极加速运动，同样也会使它所碰撞的中性质点游离。碰撞游离连续进行就可能导致在触头间充满了电子和粒子，从而使介质被击穿，电流急剧增大，从而形成电弧。电弧产生后，弧隙的温度很高，在高温的作用下，气体的不规则热运动速度增加。具有足够动能的中性质点互相碰撞时，有可能游离出电子和正离子，这种现象称为热游离。一般气体开始发生热游离的温度为9000~10000℃；金属蒸气的热游离的温度约为4000~5000℃。

电弧发生游离的同时也存在着使带电质点减少的复合和扩散的去游离过程。 复合是指正离子和负离子互相吸引，结合在一起，电荷相互中和的过程。因电子质量小，易于加速，其运动速度约为正离子的1000倍，所以电子与正离子直接复合机率很小。通常，电子在碰撞时，先附在中性质点上形成负电荷离子，速度大大减慢。电弧发生游离的同时也存在着使带电质点减少的复合和扩散的去游离过程，扩散是指带电质点从电弧内部逸出而进入周围介质中的现象。浓度扩散：由于弧道中带电质点浓度高，而弧道周围介质中带电质点浓度低，基于存在着浓度上的差别，带电质点将会由浓度高的地方向浓度低的地方扩散，使弧道中的带电质点减少。温度扩散：由于弧道中温度很高，而弧道周围温度低，存在着温度差，这样，弧道中的高温带电质点将会向浓温度低的周围介质中扩散，减少弧道中的带电质点。

电弧产生后，如不能在1~3个周波内尽快熄灭，将带来很大的危害：（1）电弧的温度很高，可达到5000~7000℃，常常超出金属的汽化点，可能烧坏开关电器的金属触头。（2）烧坏开关电器的绝缘，如烧坏瓷绝缘的表面，甚至完全损坏，

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