第三章短路电流的计算

第三章短路电流的计算

短路的两类情况 • 金属性短路： • 短路点被熔焊，短路点阻抗可以忽略不计。 • 短路电流一般在线路额定电流的几百倍甚至上千倍 • 通过设定保护电器的短延时和瞬动可以很好的保护线路。 • 电弧性短路 • 短路点建立电弧，短路点呈现大阻抗的弧电阻。 • 电弧的形成与电压无关 • 故障电流很小 • 保护电器不能动作或不能及时动作来切断电源 • 分成两种形式：相线之间或相线和N线之间的电弧性短路；相线或N线与地之间的接地故障形成的电弧性短路。 • 火灾隐患极大。

分断能力校验 断路器分断能力应不小于预期最大短路电流 Icu (Ics)＞Iscmax Icu－断路器极限短路分断能力 Ics－断路器运行短路分断能力 Iscmax－安装点预期最大短路电流

电缆热稳定校验 当短路持续时间不大于5s时，绝缘导体的热稳定应按下式校验： S ≥ √ t S－绝缘导体的线芯截面 ( mm2) I －短路电流有效值 ( A ) t －导体内短路电流持续作用的时间 ( s ) K－不同绝缘的计算系数 I K T如何取值？

电缆热稳定校验 • 绝缘材料的 K 值，供计算短路电流热效应用 • 导体材质绝缘材料 限定起始限定最终 K • 温度 C 温度 C • 铜 pvc 70 160/140 115/103 • 60C 橡胶 60 200 141 • 85C 橡胶 85 220 134 • 90C 热凝固的 90 250 143 • 油浸纸 80 160 108 • 矿物质 • －导体 70 160 115 • －中间接头盒及密封剂 105 250 135 • 铝 pvc 70 160/140 76/68 • 60C 橡胶 60 200 93 • 85C 橡胶 85 220 89 • 90C 热凝固的 90 250 94 • 油浸纸 80 160 71 • 注：表中对限定最终温度和 K 列出二个值，较低的值用于截面积大于 300mm2的电缆。

短路电流计算步骤 上方侧短路容量 Ssc 高压/低压变压器额定值 Usc (%) 在变压器出线端 Isc 导体特性  母线：  长度  宽度  厚度  电缆：  绝缘材料  单芯或多芯  长度  截面  环境：  环境温度  敷设方式  并列敷设回路数  功率因数  同时系数  暂载率  预见的增长系数主断路器分断能力瞬时脱扣设定总配电柜引出线 Isc 总配电柜出线断路器分断能力瞬时脱扣设定二次配电柜的首端 Isc -馈电线 -额定电流 -电压降分断能力瞬时脱扣设定二级配电断路器末端配电柜的首端 Isc 分断能力瞬时脱扣设定末端配电断路器最终引出线末端的 Isc 负荷额定值

短路电流是由于在正常供电时有电位差的两点之间，发生一起阻抗极小的故障而引起的过电流短路电流是由于在正常供电时有电位差的两点之间，发生一起阻抗极小的故障而引起的过电流短路电流的定义 U U 2 2 Isc3= =  Zt  R  X  Zt R2 + X2 Zt Zt A A X X ZI ZI U U B

不同的短路电流 ZL Zsc ~ U ZL Zsc • 三相故障 • 相间故障 ZL Zsc U / 3 I  ~ sc3 V ZL Zsc ZL U I  sc2 2×Zsc

不同的短路电流（续） ZSC ZL ZLn ~ V ZLn ZL ZSC ~ V Z(0) Z(0) • 相对中性线故障 • 相对地故障 U / 3  Isc1 Zsc + Z Ln U / 3  Isc (0) Zsc + Z (0)

短路电流的计算方法 • 阻抗法：用于计算三相系统中任一点的短路电流，该方法具有高的计算精度 • Isck = = • U20: 变压器二次侧空载线电压 • Zk : 故障点电源侧每相总阻抗 U20 Zk U20 Rk2 + Xk2 3 3

阻抗法计算短路电流

短路电流的计算方法（续） • 合成法： • 当不掌握电源参数时，可以根据回路首端已知的短路电流，计算回路末端的短路电流 • IscB = = IscA • IscA:上级短路电流 • IscB: 线路末端短路电流 • Zc: 回路阻抗 U U/ IscA+ Zc U U + Zc IscA 适用范围？

合成法短路电流速查表

短路电流的计算方法（续） • 传统法： • 当不掌握给定回路电源侧的阻抗或短路电流时，可用这种方法计算线路末端的最小短路电流Iscmin或单相对地故障电流 Id • 具体方法将在 TN系统的分析中详细介绍。

第三章 短路电流的计算