詳解電氣設(shè)備的熱穩(wěn)定與動(dòng)穩(wěn)定（額定短時(shí)耐受電流、額定峰值耐受電流）

一、電氣的熱穩(wěn)定與動(dòng)穩(wěn)定

熱穩(wěn)定電流是老的稱呼，現(xiàn)稱：額定短時(shí)耐受電流（IK）

電流通過導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體要產(chǎn)生熱量，并且該熱量與電流的平方成正比，當(dāng)有短路電流通過導(dǎo)體時(shí)，將產(chǎn)生巨大的熱量，由于短路時(shí)間很 短，熱量來不及向周圍介質(zhì)散發(fā)，衡量電路及元件在這很短的時(shí)間里， 能否承受短路時(shí)巨大熱量的能力為熱穩(wěn)定（在規(guī)定的使用和性能條件 下，在規(guī)定的短時(shí)間內(nèi)，開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備在合閘位置能夠承載的短路電流的有效值）。

額定短時(shí)耐受電流的標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)當(dāng)從GB762中規(guī)定的R10系列中選取， 并應(yīng)該等于開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備的短路額定值。

注：R10系列包括數(shù)字1，1.25，1.6，2，2.5，3.15，4，5，6.3，8及其與10n的乘積

動(dòng)穩(wěn)定電流是老的稱呼，現(xiàn)稱：額定峰值耐受電流（IP）

短路電流、短路沖擊電流通過導(dǎo)體時(shí)，相鄰載流導(dǎo)體間將產(chǎn)生巨大的電動(dòng)力，衡量電路及元件能否承受短路時(shí)最大電動(dòng)力的這種能力，稱作動(dòng)穩(wěn)定（在規(guī)定的使用和性能條件下，開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備在合閘位置能夠承載的額定短時(shí)耐受電流第一個(gè)大半波的電流峰值）。

額定峰值耐受電流應(yīng)該等于2.5倍額定短時(shí)耐受電流。

注：按照系統(tǒng)的特性，可能需要高于2.5倍額定短時(shí)耐受電流的數(shù)值。

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通過電流的導(dǎo)線周圍有磁場，而磁場作用于其范圍的鐵磁物質(zhì)使其受力，因此同方向電流的兩條導(dǎo)線互相吸引，反方向電流的兩條導(dǎo)線互相排斥。這種吸引或排斥的力即電氣線路所稱的“電動(dòng)力”。

正常工作情況下，導(dǎo)體通過的工作電流不大，因而電動(dòng)力也不大，不會影響電氣設(shè)備的正常工作。短路時(shí)，導(dǎo)體通過很大的沖擊電流，產(chǎn)生的電動(dòng)力可達(dá)很大的數(shù)值，導(dǎo)體和電器可能因此而產(chǎn)生變形或損壞。閘刀式隔離開關(guān)可能自動(dòng)斷開而產(chǎn)生誤動(dòng)作，造成嚴(yán)重事故。開關(guān)電器觸頭壓力明顯減少，可能造成觸頭熔化或熔焊，影響觸頭的正常工作或引起重大事故。因此，必須計(jì)算電動(dòng)力，以便正確地選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備，保證有足夠的電動(dòng)力穩(wěn)定性，使配電裝置可靠地工作。

額定短路持續(xù)時(shí)間（tk）

開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備在合閘位置能承載額定短時(shí)耐受電流的時(shí)間間隔。

額定短路持續(xù)時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)值為2s。

如果需要，可以選取小于或大于2s的值。推薦值為0.5s,1s,3s和4s。

二、根據(jù)額定短時(shí)耐受電流來確定導(dǎo)體截面： 

GB3906[附錄D]中公式：S=I/a√(t/△θ)

式中：I--額定短時(shí)耐受電流（A）；a—材質(zhì)系數(shù)，銅為13，鋁為

8.5；t--額定短路持續(xù)時(shí)間(S)；△θ—溫升（K），對于裸導(dǎo)體一般取

180K，對于4S持續(xù)時(shí)間取215K。則：

25KA/4S系統(tǒng)銅母線最小截面積S=（25/13）*√4/215=260 mm2

31.5KA/4S系統(tǒng)銅母線最小截面積S=（31.5/13）*√4/215=330 mm2

40KA/4S系統(tǒng)銅母線最小截面積S=（40/13）*√4/215=420 mm2

63KA/4S系統(tǒng)銅母線最小截面積S=（63/13）*√4/215=660 mm2

80KA/4S系統(tǒng)銅母線最小截面積S=（80/13）*√4/215=840 mm2

接地母線按系統(tǒng)額定短時(shí)耐受電流的86.7%考慮:

25KA/4S系統(tǒng)接地銅母線最小截面積S=260*86.7% =225mm2

31.5KA/4S系統(tǒng)接地銅母線最小截面積S=330*86.7% =287mm2

40KA/4S系統(tǒng)接地銅母線最小截面積S=420*86.7%=370mm2

63KA/4S系統(tǒng)接地銅母線最小截面積S=660*86.7% =580mm2

80KA/4S系統(tǒng)接地銅母線最小截面積S=840*86.7% =730mm2

根據(jù)以上計(jì)算,總結(jié)所用TMY的最小規(guī)格如下:

有人采用:S=I∝√t kjf 103/165；kjf:集膚效應(yīng)系數(shù)-TMY取1.15計(jì)算結(jié)果偏大，建議采用以上計(jì)算。

三、根據(jù)額定峰值耐受電流來確定銅母線最大跨距(兩個(gè)支撐間的最大距離)

原則：作用在母線上的作用應(yīng)力kg/cm≤母線允許應(yīng)力；

公式：△js=1.76L2i2*10-3/aW≤△   △y=1400(Cu).700(Al)

式中：L——母線支撐間距（cm）；a——相間距離（cm）；W—— 矩形母線截面系數(shù)；ich——額定峰值耐受電流(kA)。

根據(jù)上式導(dǎo)出：

LMAX=√1400aw 103/1.76 i2=√0.795*106aw/ i

矩形母線截面系數(shù)：

1/母線寬度相對時(shí)：Ｗ＝0.167b2h；100*10=1.67；80*8=0.855

2/母線厚度相對時(shí)：Ｗ＝0.167bh2；100*10=16.7；80*8=8.55

其中：b(cm): 母線寬度,h(cm): 母線厚度

所以：對于31.5KA系統(tǒng),TMY100*10母線厚度相對時(shí),假定a=28cm(中置柜),則:

LMIN==√0.795*106aw/ ich=240(cm)=2400mm;

對于31.5KA系統(tǒng),TMY80*8母線厚度相對時(shí),假定a=28cm,則: LMIN==√0.795*106aw/ ich=1700mm;

對于40KA系統(tǒng),TMY100*10母線厚度相對時(shí),假定a=28cm,則:

LMIN==√0.795*106aw/ ich=1900mm; TMY80*8母線厚度相對時(shí),假定a=28cm,則: LMIN==√0.795*106aw/ ich=1370mm;

各種母線排列的最小跨距(mm)[280mm相距為例]

就是說：

1.母線厚度相對時(shí)：

當(dāng)KYN28-12型產(chǎn)品選用TMY100*10距離1400以內(nèi)可不加支撐，超過1400必須加支撐；當(dāng)KYN28-12型產(chǎn)品選用TMY80*8距離1200以內(nèi)可不加支撐，超過1200必須加支撐；

2.母線寬度相對時(shí)：

當(dāng)KYN28-12型產(chǎn)品選用TMY100*10距離700以內(nèi)可不加支撐，超過

700必須加支撐；

當(dāng)KYN28-12型產(chǎn)品選用TMY8*8距離500以內(nèi)可不加支撐，超過500 必須加支撐。meidiaocnc.cn
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