【正文】 60。短路故障的原因短路故障的種類短路參數(shù)和短路計(jì)算的基本概念短路的效應(yīng)及危害2． 4短路故障的原因、種類和危害 2． 4． 1短路故障的原因 短路故障 是指運(yùn)行中的電力系統(tǒng)或工廠供配電系統(tǒng)的相與相或相與地之間發(fā)生的金屬性非正常連接。 短路產(chǎn)生的 原因 主要是系統(tǒng)中帶電部分的電氣絕緣出現(xiàn)破壞 。 引起這種破壞的原因有過(guò)電壓、雷擊、絕緣材料的老化，以及運(yùn)行人員的誤操作和施工機(jī)械的破壞、鳥害、鼠害等。 2． 4． 2短路故障的種類 表 短路種類、表示符號(hào)、性質(zhì)及特點(diǎn) 2． 4短路故障的原因、種類和危害 短路名稱 表示符號(hào) 示 圖 短路性質(zhì) 特點(diǎn) 單相短路 不對(duì)稱短路 短路電流僅在故障相中流過(guò)，故障相電壓下降，非故障相電壓會(huì)升高 兩相短路 不對(duì)稱短路 短路回路中流過(guò)很大的短路電流，電壓和電流的對(duì)稱性被破壞 兩相短路接地 不對(duì)稱短路 短路回路中流過(guò)很大的短路電流，故障相電壓為零， 三相短路 對(duì)稱短路 三相電路中都流過(guò)很大的短路電流，短路時(shí)電壓和電流保持對(duì)稱，短路點(diǎn)電壓為零 2． 4． 3短路參數(shù)和短路計(jì)算的基本概念 1．短路計(jì)算的目的和短路參數(shù) 短路計(jì)算的 目的 是為了正確選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備，準(zhǔn)確地整定供配電系統(tǒng)的保護(hù)裝置，避免在短路電流作用下?lián)p壞電氣設(shè)備，保證供配電系統(tǒng)中出現(xiàn)短路時(shí)，保護(hù)裝置能可靠動(dòng)作。 2． 4短路故障的原因、種類和危害 —— 短路后第一個(gè)周期的短路電流周期分量的有效值，稱為 次暫態(tài)短路電流有效值 。用來(lái)作為繼電保護(hù)的整定計(jì)算和校驗(yàn)斷路器的額定斷流容量。應(yīng)采用電力系統(tǒng)在最大運(yùn)行方式下，繼電保護(hù)安裝處發(fā)生短路時(shí)的次暫態(tài)短路電流來(lái)計(jì)算保護(hù)裝置的整定值。 —— 短路后經(jīng)過(guò)半個(gè)周期（即 ）時(shí)的短路電流峰值，是整個(gè)短路過(guò)程中的 最大瞬時(shí)電流 。這一最大的瞬時(shí)短路電流稱為 短路沖擊電流 。為三相短路沖擊電流峰值，用來(lái)校驗(yàn)電器和母線的動(dòng)穩(wěn)定度。 —— 三相短路沖擊電流有效值，短路后第一個(gè)周期的短路電流的有效值。也用來(lái)校驗(yàn)電器和母線的動(dòng)穩(wěn)定度。 2． 4短路故障的原因、種類和危害 2． 4． 3短路參數(shù)和短路計(jì)算的基本概念 1．短路計(jì)算的目的和短路參數(shù) 對(duì)于高壓電路的短路對(duì)于低壓電路的短路 —— 三相短路電流穩(wěn)態(tài)有效值，用來(lái)校驗(yàn)電器和載流導(dǎo)體的熱穩(wěn)定度。 —— 次暫態(tài)三相短路容量。 2． 4短路故障的原因、種類和危害 2． 4． 3短路參數(shù)和短路計(jì)算的基本概念 1．短路計(jì)算的目的和短路參數(shù) 2．短路計(jì)算的方法簡(jiǎn)介 2． 4短路故障的原因、種類和危害 2． 4． 3短路參數(shù)和短路計(jì)算的基本概念 有名值法標(biāo)幺值法短路容量法 如果各種電氣設(shè)備的電阻和電抗及其它電氣參數(shù)用短路容量表示，稱短路容量法。如果各種電氣設(shè)備的電阻和電抗及其它電氣參數(shù)用相對(duì)值表示，稱標(biāo)幺值法。如果各種電氣設(shè)備的電阻和電抗及其它電氣參數(shù)用有名值即有單位的值表示，稱有名值法。（ 1）用 有名值法 進(jìn)行短路計(jì)算的步驟歸納為：q 繪制短路回路等效電路q 計(jì)算短路回路中各元件的阻抗值q 求等效阻抗，化簡(jiǎn)電路q 計(jì)算三相短路電流周期分量有效值及其它短路參數(shù)q 列短路計(jì)算表2． 4短路故障的原因、種類和危害 2．短路計(jì)算的方法簡(jiǎn)介 2． 4． 3短路參數(shù)和短路計(jì)算的基本概念 （ 2）用 標(biāo)幺值法 進(jìn)行短路計(jì)算的步驟歸納為：q 選擇基準(zhǔn)容量、基準(zhǔn)電壓、計(jì)算短路點(diǎn)的基準(zhǔn)電流q 繪制短路回路的等效電路q 計(jì)算短路回路中各元件的電抗標(biāo)幺值q 求總電抗標(biāo)幺值，化簡(jiǎn)電路q 計(jì)算三相短路電流周期分量有效值及其他短路參數(shù)q 列短路計(jì)算表 2． 4短路故障的原因、種類和危害 2．短路計(jì)算的方法簡(jiǎn)介 2． 4． 3短路參數(shù)和短路計(jì)算的基本概念 2． 4． 4短路的效應(yīng)及危害 （電動(dòng)力效應(yīng)及熱效應(yīng) ）1．短路電流的電動(dòng)力效應(yīng) 2． 4短路故障的原因、種類和危害 通電導(dǎo)體周圍都存在電磁場(chǎng)，如處于空氣中的兩平行導(dǎo)體分別通過(guò)電流時(shí)，兩導(dǎo)體間由于電磁場(chǎng)的相互作用，導(dǎo)體上即產(chǎn)生力的相互作用。三相線路中的三相導(dǎo)體間，正常工作時(shí)也存在力的作用，只是正常工作電流較小不影響線路的運(yùn)行，當(dāng)發(fā)生三相短路時(shí)，在短路后半個(gè)周期（ ）會(huì)出現(xiàn)最大短路電流即沖擊短路電流，其值達(dá)到幾萬(wàn)安培至幾十萬(wàn)安培，導(dǎo)體上的電動(dòng)力將達(dá)到幾千至幾萬(wàn)牛頓。 三相導(dǎo)體在同一平面平行布置時(shí)，中間相受到的電動(dòng)力最大，最大電動(dòng)力 Fm正比于沖擊電流的平方。對(duì)電力系統(tǒng)中的硬導(dǎo)體和電器設(shè)備都要求校驗(yàn)其在短路電流下的動(dòng)穩(wěn)定性。 2． 4． 4短路的效應(yīng)及危害 （電動(dòng)力效應(yīng)及熱效應(yīng) ）1．短路電流的電動(dòng)力效應(yīng) （ 1）對(duì)一般電器：要求電器的極限通過(guò)電流（動(dòng)穩(wěn)定電流）峰值大于最大短路電流峰值 （ 234）式中 —— 電器的極限通過(guò)電流（動(dòng)穩(wěn)定電流）峰值； —— 最大短路電流峰值。（ 2）對(duì)絕緣子：要求絕緣子的最大允許抗彎載荷大于最大計(jì)算載荷，即（ 235）式中 —— 絕緣子的最大允許載荷； —— 最大計(jì)算載荷。2． 4短路故障的原因、種類和危害 2．短路電流的熱效應(yīng) 對(duì)成套電器設(shè)備，因?qū)w材料及截面均已確定，故達(dá)到極限溫度所需的熱量只與電流及通過(guò)的時(shí)間有關(guān)。因此，設(shè)備的熱穩(wěn)定校驗(yàn)可按式 ( 236)進(jìn)行： (236)式中： —— 產(chǎn)品樣本提供的產(chǎn)品熱穩(wěn)定參數(shù)； —— 短路穩(wěn)態(tài)電流； —— 短路電流作用假想時(shí)間。對(duì)導(dǎo)體和電纜，通常用式（ 237）計(jì)算導(dǎo)體的熱穩(wěn)定最小截面 Smin： （ 237）式中 —— 穩(wěn)態(tài)短路電流； —— 短路電流作用假想時(shí)間； —— 導(dǎo)體的熱穩(wěn)定系數(shù)。如果導(dǎo)體和電纜的選擇截面大于等于 Smin ，即熱穩(wěn)定合格。 2． 4． 4短路的效應(yīng)及危害 2． 4短路故障的原因、種類和危害 導(dǎo)體的材料和種類 最高允許溫度（） 正常時(shí) 短路時(shí) 硬導(dǎo)體 銅銅 (鍍錫 )鋁鋼70857070300200200300油浸紙絕緣電纜 　 　 銅芯 10kV鋁芯 10kV6060250200交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜銅芯 鋁芯 8080230200表 常用導(dǎo)體和電纜的最高允許溫度 工廠常用的用電設(shè)備： ① 生產(chǎn)加工機(jī)械的拖動(dòng)設(shè)備； ② 電焊、電鍍?cè)O(shè)備； ③ 電熱設(shè)備； ④ 照明設(shè)備。這些設(shè)備按工作制可以分為長(zhǎng)期連續(xù)工作制設(shè)備、短時(shí)工作制設(shè)備、反復(fù)短時(shí)工作制設(shè)備三類。年負(fù)荷曲線反映了全年負(fù)荷變動(dòng)與對(duì)應(yīng)的負(fù)荷持續(xù)時(shí)間的關(guān)系。全年每日最大負(fù)荷曲線反映了全年當(dāng)中不同時(shí)段的電能消耗水平。年最大負(fù)荷 Pmax是全年中負(fù)荷最大的工作班內(nèi)，消耗電能最多的半小時(shí)平均負(fù)荷 P30，也就是有功計(jì)算負(fù)荷。確定計(jì)算負(fù)荷的常用方法有需要系數(shù)法和二項(xiàng)式系數(shù)法。需要系數(shù)法適用于變、配電所的負(fù)荷計(jì)算， P30=KdPe。二項(xiàng)式系數(shù)法適用于低壓配電支干線和配電箱的負(fù)荷計(jì)算， P30= bPe+c Px。高壓供電的工廠，最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)不得低于 ，其他工廠不得低于 。照明設(shè)備通常都是單相負(fù)荷，在設(shè)計(jì)安裝時(shí)應(yīng)將它們均勻地分配到三相上，以減少三相負(fù)荷不平衡狀況。電力系統(tǒng)中發(fā)生單相短路的幾率最大，發(fā)生三相短路的幾率最小。但三相短路電流最大，造成的危害最嚴(yán)重，因而常以三相短路時(shí)的短路電流熱效應(yīng)和電動(dòng)力效應(yīng)來(lái)核驗(yàn)電器設(shè)備。 小 結(jié)