供配电系统设备及线缆的选择

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1、第五章供配电系统设备及线缆的选择了解：电器选择的一般条件。掌握：低压电器设备的电器的功能、结构原理与技术参数、导线与电缆结构与敷设，类型的选择。重点：低压电器设备选择与校验、导线与电缆截面的选择与校验。第一节短路电流的力效应和热效应一、短路电流的力效应配电装置中的电气设备和载流导体，当电流通过时相互之间存在作用力，称为电动力。9/5/20212电流方向相同——力的大小相等，方向相互吸引；电流方向相反——力的大小相等，方向相互排斥。1．两平行导体间的作用力9/5/20213当导体的截面为圆形时，两导体之

2、间的作用力的大小为当导体的截面为矩形时，两导体之间的作用力的大小为9/5/20214式中──形状系数,可根据b为导体厚度，h为导体高度，D为两导体轴线的距离。──导体a的电流（kA）；──导体b的电流（kA）；l──导体的长度（m）；D──两导体轴线的距离（m）。9/5/202152．三相平行母线之间的电动力一般三相系统中的母线等距离地布置在同一平面9/5/20216──短路后第一周期内全电流的最大冲击值（kA）；──形状系数。l──导体的长度（m）；D──两导体轴线的距离（m）。三相导体中中间相的受

3、力最大，其值的大小为9/5/20217二、短路电流的热效应1．短路时热稳定的校验对于一般电气设备，规定了设备在t秒时间内允许通过的热稳定电流It的数值，根据短路电流热等效方法：9/5/20218──制造厂家规定的电气设备在时间ts内的热稳定电流（kA）。t──与对应的时间（s）；指定时间一般有1s、5s、10s。——短路稳态电流（kA）；──假想时间（s），取距离短路点最近的继电保护装置的主保护动作时间与断路器固有动作时间之和。9/5/202192．母线或电缆在短路时的热稳定当导体通过短路电流，在假想

4、时间的情况下，与导体最高允许加热温度所对应的截面为最小允许截面。校验母线或电缆在短路时的热稳定的计算公式为C──热稳定系数，与导体材料、结构及最高允许温度、长期工作额定温度有关。9/5/202110热稳定系数C9/5/202111（电动力效应及热效应）短路电流的电动力效应（1）对一般电器：要求电器的极限通过电流（动稳定电流）峰值大于最大短路电流峰值——电器的极限通过电流（动稳定电流）峰值；——最大短路电流峰值。9/5/202112（电动力效应及热效应）（2）对绝缘子：要求绝缘子的最大允许抗弯载荷大于最

5、大计算载荷，即——绝缘子的最大允许载荷；——最大计算载荷。9/5/202113短路电流的热效应对成套电器设备，因导体材料及截面均已确定，故达到极限温度所需的热量只与电流及通过的时间有关。——产品样本提供的产品热稳定参数；——短路稳态电流；——短路电流作用假想时间。9/5/202114短路电流的热效应对导体和电缆，计算导体的热稳定最小截面Smin——稳态短路电流；——短路电流作用假想时间；——导体的热稳定系数。如果导体和电缆的选择截面大于等于Smin，即热稳定合格。9/5/202115第二节开关电器的灭

6、弧原理一、交流电弧的产生和熄灭1.电弧中带电质点的产生当切断路瞬间，动静触头间出现弧光放电，是由于其间的介质迅速游离，存在着一定浓度的带电质点，即带正电荷的离子和带负电荷的电子。9/5/2021169/5/202117触头间电弧燃烧的区域称为弧隙。弧隙中带电质点不断增多的游离过程可以由各种不同途径发生：（1）强电场发射；（2）碰撞游离；（3）热游离；（4）热电子发射。9/5/202118强电场发射在断路器触头分开的最初瞬间，触头电极的表面受到外加电压所形成的强电场的作用，金属电极表面的电子就会在电场力

7、的作用下被拉出，即发生了所谓强电场发射。9/5/202119碰撞游离当有一定强动能的电子撞击到某种气体的中性质点时，可使其间电子被释放出来，游离成正离子和新的自由电子。被撞击的电子和原来的电子又会在电场作用下向阳极作加速运动，获得足够动能后，又将撞击其它中性质点，产生更多的自由电子和正离子，使带电质点浓度迅速增加。这一游离过程即称为碰撞游离。9/5/202120热游离在高温下，气体分子和原子热运动加快，它们互相碰撞，在温度足够高时会撞击产生离子和自由电子，这种现象称为热游离。9/5/202121热电子

8、发射在弧光放电过程中，电极表面少数点上有局部较集中的电流，同时因开关触头分离后，触头间接触压力及接触面积逐渐减小，接触电阻也随之增加，会使电极表面有相应高温，从而造成其中的电子获得很大的动能后逸出到周围空间。这种现象称为热电子发射，其强弱程度与阴极的材料及表面温度有关，是气体介质中带电质点产生的主要原因之一。9/5/202122电弧间隙的去游离在电弧放电发生后，介质中同时存在着游离与去游离这样二个相反过程。去游离对应的是弧隙中带电粒子（正离子或自由电子）