【正文】 （3??27）式（326）中的 恰是過電壓表達(dá)式中的 （截?cái)嚯娏鳎?，由式（322） （326）可得1i 0i出 時(shí)的電弧電壓峰值1t? （324max3huAk??28）除應(yīng)滿足式（327）條件外，還應(yīng)滿足 24361105pLkIl??? 9NA Wright 與 Beaument 提出了另一種計(jì)算電弧電壓的方法 （3()hidutLRt??29） （3()hcyziniu30）式中 n——熔體的狹頸數(shù)； ——弧柱電阻；cR ——電弧的陽極與陰極的電壓降。i 0iOiuOhmaxut t圖 34 交流開斷過程出現(xiàn)的過電壓Hibner 提出了計(jì)算等截面熔體電弧過電壓峰值 的經(jīng)驗(yàn)公式，根據(jù)maxhu結(jié)果得出以下關(guān)系 （3max00hhluiiA???22）應(yīng)滿足的條件為 205LilA??? 0NiI式中 ——電弧電阻率， ；h?m?? ——電弧總長度，mm；l A——熔體截面積， ；2 ——階段電流，A0i ——被石英砂填裝的銅或銀的單位體積的磁場能量， ? 2/Wsm?——額定電流，A。m由式（320）可知 （31210tthud??21）由式（321）可知，電弧電壓 與電源電壓 之間的關(guān)系為hm 112mrhutt???它表明燃弧時(shí)間越短，出現(xiàn)的電話電壓越高；熔斷器的弧前時(shí)間內(nèi)的焦耳積分與熔斷時(shí)間內(nèi)的焦耳的積分的比值越高，出現(xiàn)的電弧電壓越高。假定為理想情況，燃弧時(shí)的電1rhtms?弧電壓 為常數(shù)。圖 33（a）為純電感電路，電路電流 ??可看成如圖 33（b）所示的兩獨(dú)立電路電流 和 的代數(shù)和，即uih （3??18）而 udiLt?hdiLt? ~ UhiWLU(a)~ ~ii(b) 圖 等效電路式中 ——熔體熔斷后的電弧電壓。hu2t?2rh?短路開始至熔斷器切斷電路使電流為零的過程，可用疊加原理進(jìn)行計(jì)算。t=0 時(shí)發(fā)生短路， 時(shí)出現(xiàn)截流，截流1t?以后熔斷器兩端產(chǎn)生電弧電壓 ， 時(shí)弧熄滅。因此，過電壓峰值不允許超過規(guī)定值。pI 熔斷器電弧電壓計(jì)算熔體熔斷切斷電路電流時(shí)，會(huì)出現(xiàn)高于電源電壓的過電壓。熔斷器的熔斷時(shí)間為弧前時(shí)間與燃弧時(shí)間之和。由于電流中的非周期分量與電路的合閘相位角（斷路時(shí)）有關(guān)，當(dāng)然也影響弧前時(shí)間。52410/Asm? ??上述分析系對(duì)均勻截面的熔體。因此，在絕熱情況下，熔體的弧前焦耳積分僅與熔體的結(jié)構(gòu)尺寸和材料有關(guān)。4k 弧前焦耳積分熔體的弧前焦耳積分 應(yīng)為上述出現(xiàn)電弧以前幾部分 之和，即2It 2idt? （321234()idtAkk????14）若不計(jì) ，弧前焦耳積分為vt （31222 21230()tItIdiAkAk?????15）式中 ； 。v? 0v?????C? 汽化時(shí)間計(jì)算汽化時(shí)間系指由液體轉(zhuǎn)化為氣體的時(shí)間。0t? 從金屬完全熔化到汽化電的時(shí)間計(jì)算短路時(shí)，熔體雖已化成液態(tài)，由于時(shí)間很短，可以認(rèn)為仍然保持原有狀態(tài)，因此，電流流過時(shí)對(duì)它繼續(xù)加熱，同時(shí)熔體的電阻率按液態(tài) 呈線性變形，即2? （32(1)?????11）式中 ——液態(tài)金屬的電阻溫度系數(shù)。2熔體全部熔化時(shí)，式（38）可寫成 （30220tAhidk?????10）式中 。0?? 若已知熔體材料的有關(guān)參數(shù)和熔點(diǎn) ，并知道電流 i 的變化，就可計(jì)算出從起始溫0??度 到熔化溫度 的時(shí)間 。熔體的溫升 對(duì)時(shí)間 t 的變?化可以用下式表示 （32CVdiRt???2） 把熔體的體積和電阻用熔體的長度 l、截面積 A 和電阻率 來表示，上式可寫成? （32()ldit????3）移相整理后，可寫成 （322CAdit????4）電阻率 與溫升 的關(guān)系為?? （3(1)q??????5）式中， ——起始溫度下熔體材料的電阻率， ；q? m??——熔體材料的電阻溫度系數(shù)。 熔化時(shí)間； 從完全熔化到汽化點(diǎn)的時(shí)間；at 0t?bt汽化時(shí)間； 燃弧時(shí)間vrht 從起始溫度到熔化點(diǎn)的時(shí)間的計(jì)算短路與過載的情況稍有不同，電路過載時(shí)，升溫過程較長，散熱不可忽略。第三章 熔斷器保護(hù)計(jì)算 時(shí)間電流特性的計(jì)算熔斷器熔體通電后的物理過程分為幾個(gè)階段，如圖 31 所示。如果保護(hù)裝置對(duì)其保護(hù)區(qū)內(nèi)極輕微的故障都能及時(shí)地反應(yīng)動(dòng)作，就說明保護(hù)裝置的靈敏度高。保護(hù)裝置的可靠程度，與保護(hù)裝置的元件質(zhì)量、接線方案以及安裝、整定和運(yùn)行維護(hù)等多種因素有關(guān)。（2）速動(dòng)性 為了防止故障擴(kuò)大，減輕其危害程度，并提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，因此在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)盡快地動(dòng)作，切除故障。保護(hù)裝置滿足這一點(diǎn)要求的動(dòng)作，稱為“選擇性動(dòng)作” 。但對(duì)于非重要負(fù)荷，允許無選擇性切斷。接地故障保護(hù)電器的選擇應(yīng)根據(jù)配電系統(tǒng)的接地型式、電氣設(shè)備使特點(diǎn)及導(dǎo)體截面等確定。過負(fù)載保護(hù)要求保護(hù)電器應(yīng)在過負(fù)載電流引起的導(dǎo)體升溫對(duì)導(dǎo)體的絕緣、接頭、端子或?qū)w周圍的物質(zhì)造成損害之前分?jǐn)嘣撨^負(fù)載電流，同時(shí)對(duì)于突然斷電比過負(fù)載造成的損失更大的線路，其過負(fù)載保護(hù)應(yīng)作用于信號(hào)而不應(yīng)作用于切斷電路。在電氣故障情況下，為防止因間接接觸帶電體而導(dǎo)致人身電擊，因線路故障導(dǎo)致過熱造成損壞，甚至導(dǎo)致電氣火災(zāi)，低壓配電線路按 GB500541995《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》要求裝設(shè)短路保護(hù)、過負(fù)載保護(hù)和接地故障保護(hù)，用以分?jǐn)喙收想娏骰虬l(fā)出故障報(bào)警信號(hào)。同時(shí)電路的電壓驟降，也會(huì)嚴(yán)重影響電氣設(shè)備的正常運(yùn)行等等。短路是指不同電位的導(dǎo)電部分包括導(dǎo)電部分對(duì)地之間的低阻性短接。線路故障供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備最為嚴(yán)重的故障之一。（4）經(jīng)濟(jì) 供電系統(tǒng)的投資要少，運(yùn)行費(fèi)用要低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬耗量。（2）可靠 應(yīng)滿足電能用戶對(duì)供電可靠性即連續(xù)供電的要求。2It ? 供電系統(tǒng)保護(hù)基礎(chǔ)供電系統(tǒng)要求正常地不間斷地對(duì)用電負(fù)荷供電，以保證生產(chǎn)和生活的正常進(jìn)行。在直流情況下截?cái)嚯妷菏侵冈谝?guī)定的時(shí)間常數(shù)情況下所能達(dá)到的最大值。i250Au(a) 交流電路i 1400A2022A800V 110Vu(b) 直流電路圖 24 限流熔斷器的開斷過程4. 截?cái)嚯娏魈匦越財(cái)嚯娏魈匦允侵冈谝?guī)定的使用條件下，表示截?cái)嚯娏髋c預(yù)期電流的關(guān)系特性。預(yù)期短路電流是指用一個(gè)阻抗可以忽略不計(jì)的導(dǎo)線代替電路時(shí)，電路內(nèi)可能流過的短路電流。限流的熔斷器在短路電流還未達(dá)到最大值時(shí)，就將電流分?jǐn)?，如圖 24（a）和（b）所示，圖中實(shí)線表示實(shí)際分?jǐn)嚯娏髑€，虛線表示預(yù)期短路電流曲線。圖 23（b）所示為非限流熔斷器分?jǐn)嘀绷麟娐窌r(shí)的電流和電壓波形，極限分?jǐn)嗄芰σ噪娏髯畲笾当硎?。?dāng)電路發(fā)生短路時(shí)，電路阻抗主要為電感阻抗，故短路電流的增長均有一個(gè)暫態(tài)過程。3. 額定短路分?jǐn)嗄芰θ蹟嗥髟谝?guī)定的使用條件（線路壓力、功率因數(shù)或時(shí)間常數(shù)）下，熔斷器所能分?jǐn)嗟念A(yù)期電流（對(duì)交流而言為有效值） 。2）額定電流。tOIR I允許通電時(shí)間電流電纜電動(dòng)機(jī)半導(dǎo)體器件圖 21 熔斷器的保護(hù)特性曲線 圖 22 不同保護(hù)對(duì)象允許的時(shí)間—電流特性t熔斷時(shí)間；I流過熔斷器的電流2. 熔斷器的主要技術(shù)參數(shù)熔斷器除時(shí)間—電流特性外，其他主要技術(shù)參數(shù)有：1）額定電壓。圖 22 示出了他們的過載允許通電時(shí)間的相對(duì)特性。熔斷器可以用來保護(hù)電纜、電動(dòng)機(jī)、半導(dǎo)體器件以及其他電氣設(shè)備。它是指熔斷器的熔斷時(shí)間與流過電流的關(guān)系曲線，也稱熔斷特性或安秒特性。由于目前新產(chǎn)品的出現(xiàn)，有些熔斷器也能勝任過載保護(hù)的任務(wù)了。3. 由于熔體制造工藝及周圍散熱條件出入較大，用熔斷器作為嚴(yán)格的過載保護(hù)比較困難，當(dāng)然用于電阻性負(fù)載不很嚴(yán)格的過載還是可以的，但它更勝任短路保護(hù)。2. 熔斷器靠電流熱效應(yīng)工作，而熔體的熱量與通過熔體電流的平方級(jí)及持續(xù)時(shí)間成正比，所以熔斷時(shí)間的長短與熔斷電流的大小呈反時(shí)限特性，即電流超過熔體額定電流的倍數(shù)越大，熔斷地越快，流過短路電流時(shí)，立即爆斷。 熔斷器保護(hù)的特點(diǎn)1. 除自復(fù)式熔斷器外，所有熔斷器都是靠熔體熔斷（熔體被破壞）來起保護(hù)作用的，因此，熔體熔斷后無法重復(fù)使用，必須更換熔體才能再次投入使用?！?”設(shè)計(jì)代號(hào)：用 1 至 2 位數(shù)表示；“4”派生代號(hào)：用一個(gè)字母表示；“5”熔斷器（底座或管）的額定電流（單位：A） ，對(duì) RS 系列為額定電壓（V） ；“6”熔體額定電流（A） ，對(duì) RM 系列為額定電壓，對(duì) RT 系列為接線方式（Q—底座板前接線；H—板后接線；M—母線式；C—插入式） ；“7”對(duì) RT0 系列為熔體額定電流。C—磁插式；M—無填料管式。熔斷器型號(hào)大體上由 7 部分組成： “1”“2”“3”“4”——“5”/“6”“7”“1”名稱：用一個(gè)拼音字母表示。封閉式又分為無填料管式、有填料管式和有填料螺旋式等。當(dāng)熔體溫度升高到熔點(diǎn)時(shí)，便自行熔斷，分?jǐn)喙收想娐罚_(dá)到保護(hù)電路和設(shè)備的目的。當(dāng)電路為正常負(fù)載電流時(shí)，熔體的溫度較低。他主要由熔體和安熔體的導(dǎo)電零件組成，此外還有絕緣座和絕緣管等。又由于它的可靠性高，故無論在強(qiáng)電系統(tǒng)或弱電系統(tǒng)中都獲得廣泛應(yīng)用。當(dāng)電網(wǎng)或用電設(shè)備發(fā)生過載或短路時(shí)，它能自身熔化分?jǐn)嚯娐?，避免由于過電流的熱效應(yīng)及電動(dòng)力引起對(duì)電網(wǎng)和用電設(shè)備的損壞，并組織事故蔓延。配電系統(tǒng)中使用的熔斷器應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)——《低壓熔斷器第１部：基本要求》 （GB 13539．1－2022） （等同采用 IEC 602691:1998）和《低壓熔斷器 第 2 部分：專職人員使用的熔斷器的補(bǔ)充要求》 （GB／T －2022 ） （等同采用 之 1995 年 1號(hào)及 2022 年 2 號(hào)修正件） 、 《低壓熔斷器 第 2 部分：專職人員使用的熔斷器的補(bǔ)充要求 第 1～5 篇：標(biāo)準(zhǔn)化熔斷器示例》 （GB／T －2022） （等同采用 IEC 60269－2－1：2022） 。如果設(shè)計(jì)中整定不正確，將導(dǎo)致不能在要求的時(shí)間內(nèi)切斷故障電路，從而損壞電線、電纜，甚至擴(kuò)大事故，或者導(dǎo)致非選擇性動(dòng)作，擴(kuò)大停電范圍。本程序設(shè)計(jì)將采用Visual C++，通過論文中選用的計(jì)算方法進(jìn)行低壓配電系統(tǒng)熔斷器保護(hù)的相關(guān)計(jì)算。4）編制計(jì)算 C++程序，并進(jìn)行調(diào)試。2）將手工計(jì)算過程用流程圖形式表示出來。并對(duì)該計(jì)算的程序設(shè)計(jì)問題進(jìn)行了詳細(xì)的討論研究。本文介紹了低壓配電系統(tǒng)熔斷器保護(hù)方面的基礎(chǔ)知識(shí)。 本論文的主要工作本課題的主要任務(wù)是對(duì)低壓配電系統(tǒng)熔斷器保護(hù)計(jì)算進(jìn)行程序化，本課題是在很好的掌握低壓配電系統(tǒng)熔斷器保護(hù)的相關(guān)知識(shí)的情況下，對(duì)熔斷器的選型和校驗(yàn)等用程序來進(jìn)行計(jì)算，傳統(tǒng)的計(jì)算方法過程冗長，工作量大，容易出錯(cuò)。以減少整定計(jì)算的工作量及整定計(jì)算的盲目性、增加對(duì)整定計(jì)算程序開發(fā)的實(shí)用性，相比傳統(tǒng)手工計(jì)算的速度和效率都將大大提高。但零序電流整定計(jì)算復(fù)雜，給整定工作提出了更高要求。為了提高線路保護(hù)計(jì)算的自動(dòng)化程度和工作效率，迫切需要開發(fā)相關(guān)的應(yīng)用程序。在研究過程中需要用計(jì)算程序化，計(jì)算程序化可以節(jié)約提高計(jì)算速度，計(jì)算機(jī)計(jì)算的速度是人工計(jì)算的速度的幾十倍以上，從而將設(shè)計(jì)人員從繁瑣的計(jì)算的中解脫出來，大大提高效率。1996年至今,德國西門子公司、德國EFEN公司、BUSSMANN,FERRAZ等大型專業(yè)熔斷器制造商都已進(jìn)入中國市