本文节选自《电力电缆安装运行技术问答》
1.21 什么叫短路电流热稳定性? 怎样计算电缆允许短路电流?
电缆通过故障电流时,导体温度不超过允许短时温度(见表1-13),或电缆的允许短路电流大于系统最大短路电流,这时,称电缆具有足够的短路电流热稳定性;反之称作热稳定性不够。
电缆导体截面的选择,常取决于负荷电流,但在短路容量大的电力系统,有时也由短路电流热稳定性决定,如发电厂的厂用电缆等。
电缆的允许短路电流取决于允许短路温升、短路时间、导体电阻及其热容系数等。设短路电流为,短路时间为,那么导体损耗为,产生的热量为,所产生热量一部分使导体发热,温度升高,另一部分使绝缘层温度升高。设单位长度导体热容为C,短路前导体温度为。短路电流使导体温度升高不应超过其允许短路温度,即
式中 ——电缆短路最高允许工作温度,℃(见表1-13);
——短路时间,s;
——短路时导体吸收热量与短路电流产生热量之百分比,%。当≈2s时,≈82%~93%,当=6s时,≈74%~84%;
R——短路温度时单位长度导体电阻,Ω/m。
短路电流实际上是暂态电流,是时间的函数。假定短路电流从短路开始时的有效值,经过时间,后,按直线规律下到短路电流稳定值,这样,上式经积分后得
工程上为简化计算,近似认为,则
式中,C值为导体热容系数与导体体积的乘积,即C=,单位长度体积的数值与截面积的数值相同。铜的热容系数的为3.5×J/()。铝的热容系数为2.48×J/()。
根据电缆截面和短路最高允许温度等条件,应用上述公式可计算出电缆允许短路电流,并应满足系统短路容量。(东闯整理)
参考文献:[1]史传卿主编.电力电缆安装运行技术问答. 北京:中国电力出版社,2007.
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