第三章短路电流的计算

1SLIC- LVDI training – Chen ke – 2009 June

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？


●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 70 160/140 115/10360C 橡胶 60 200 14185C 橡胶 85 220 13490C 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 76/6860C 橡胶 60 200 9385C 橡胶 85 220 8990C 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。

电缆热稳定校验


高压 / 低压变压器额定值

负荷额定值

功率因数同时系数暂载率预见的增长系数

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

上方侧短路容量 Ssc

Usc (%)

在变压器出线端 Isc

总配电柜引出线 Isc

二次配电柜的首端 Isc

末端配电柜的首端 Isc

最终引出线末端的 Isc

- 馈电线- 额定电流- 电压降

分断能力瞬时脱扣设定

主断路器

总配电柜出线断路器

二级配电断路器




末端配电断路器

短路电流计算步骤


ZIU

AZt

X

ZIU

A

B

Zt

X

Isc3= =U

Zt

U

R2 + X2Zt R2 X2

短路电流的定义● 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


●三相故障

●相间故障

ZL

ZL

ZL

ZL

ZL

Zsc

V~

Zsc

U~Zsc

I sc2 U

2×Zsc

Isc3

U/ 3Zsc

不同的短路电流


●相对中性线故障

●相对地故障

ZL

ZLn

ZL

Z(0)

ZSC

V~Z(0)

ZSC

V~ZLn

Isc (0)

U / 3Zsc + Z (0)

Isc1

U / 3Zsc + Z

Ln

不同的短路电流（续）


●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

Rk2 + Xk

233

U20

Zk

短路电流的计算方法


阻抗法计算短路电流


●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 + Zc IscA

U

U/ IscA+ Zc

短路电流的计算方法（续）

适用范围？


合成法短路电流速查表


●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。

短路电流的计算方法（续）

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第三章 短路电流的计算

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