电力系统设计第四讲——电气设备的选择(导线、电缆)资料
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电气设备的选择课件
电气设备的选择
1．按工作环境及正常工作条件选择电气设备
(1)按环境特征选择型式 （2）按工作电压选择电气设备的额定电压
额定电压和额定电流
U N U WN I N I max IN Ic
我国目前生产的电气设备，设计时取周围空气温度为
为计40算oC值。
电气设备的选择
（3）按短路情况来校验电气设备的动稳定和热 稳定。
长延时 瞬时 长延时 瞬时
配电用
(0.4~1) (3~10) (10~20) (0.4~1)
ln
ln
ln
ln
(3~10) (0.64~1) 10ln
ln
ln (不可调
式)
保护电动 -
-
-
(0.4~1) (8~15) (0.64~1) 12ln(不
机用
ln
ln
ln 可调式)
电气设备的选择
电气设备的选择
电气设备的选择
3. 低压电器的选用
设备名称
额定电压不 额定电流不 设备遮断电 设备动热稳 按回路
小于回路工 小于回路工 流不小于短 定保证值不 起动情
作电压
作电流
路电流 小于计算值 况选择
刀开关及组 合开关
√
√
—
熔断器
√
√
√
断路器
√
√
√
交流接触器
按电动机容
及
√
量或电流选—磁力起 Nhomakorabea器等级及型号
√
—
—
电气设备的选择
（a）万能式 （b）塑料外壳式
（c）小型模数式
电气设备的选择
5. 低压断路器选择应用 （1）根据需要选择脱扣器 分励脱扣器； 过电流脱扣器； 欠电压脱扣器； 漏电保护脱扣器。
1．按工作环境及正常工作条件选择电气设备
(1)按环境特征选择型式 （2）按工作电压选择电气设备的额定电压
额定电压和额定电流
U N U WN I N I max IN Ic
我国目前生产的电气设备，设计时取周围空气温度为
为计40算oC值。
电气设备的选择
（3）按短路情况来校验电气设备的动稳定和热 稳定。
长延时 瞬时 长延时 瞬时
配电用
(0.4~1) (3~10) (10~20) (0.4~1)
ln
ln
ln
ln
(3~10) (0.64~1) 10ln
ln
ln (不可调
式)
保护电动 -
-
-
(0.4~1) (8~15) (0.64~1) 12ln(不
机用
ln
ln
ln 可调式)
电气设备的选择
电气设备的选择
电气设备的选择
3. 低压电器的选用
设备名称
额定电压不 额定电流不 设备遮断电 设备动热稳 按回路
小于回路工 小于回路工 流不小于短 定保证值不 起动情
作电压
作电流
路电流 小于计算值 况选择
刀开关及组 合开关
√
√
—
熔断器
√
√
√
断路器
√
√
√
交流接触器
按电动机容
及
√
量或电流选—磁力起 Nhomakorabea器等级及型号
√
—
—
电气设备的选择
（a）万能式 （b）塑料外壳式
（c）小型模数式
电气设备的选择
5. 低压断路器选择应用 （1）根据需要选择脱扣器 分励脱扣器； 过电流脱扣器； 欠电压脱扣器； 漏电保护脱扣器。
《电气设备选择》课件
《电气设备选择》PPT课 件
本课件将详细介绍电气设备的选择方法和注意事项，帮助您在工作中做出更 明智的决策。
电气设备选择的步骤
确定设计参数
电压等级、电流大小、运 行方式和工作环境是选择 电气设备的重要参数。
确定品牌和型号
了解市场情况，查找资料， 并参考经验和同行建议选 择适合的品牌和型号。
检查选型是否符合要求
各设备之间的配合性能提高工作效率和生
号的设备
产质量。
在特殊环境下，选用适合的材质和型号确
保设备的正常运行。
结语
通过本课件的介绍，您可以更全面地了解电气设备的选择方法和注意事项，有助于您在工作中做出更合 理的决策。
检查性能参数、尺寸以及 安装和维护难易程度，确 保选型符合要求。
电气设备选择的注意事项
1 避免超额选型，增加成本
2 避免选用低质量的设备，降低安
选择合适尺寸的设备能避免不必要的成本
全性和可靠性
浪费。
Hale Waihona Puke 选择质量可靠的设备能确保工作安全和设
备可靠性。
3 考虑设备间的匹配性和配合性
4 特定环境下要选用特殊材质或型
本课件将详细介绍电气设备的选择方法和注意事项，帮助您在工作中做出更 明智的决策。
电气设备选择的步骤
确定设计参数
电压等级、电流大小、运 行方式和工作环境是选择 电气设备的重要参数。
确定品牌和型号
了解市场情况，查找资料， 并参考经验和同行建议选 择适合的品牌和型号。
检查选型是否符合要求
各设备之间的配合性能提高工作效率和生
号的设备
产质量。
在特殊环境下，选用适合的材质和型号确
保设备的正常运行。
结语
通过本课件的介绍，您可以更全面地了解电气设备的选择方法和注意事项，有助于您在工作中做出更合 理的决策。
检查性能参数、尺寸以及 安装和维护难易程度，确 保选型符合要求。
电气设备选择的注意事项
1 避免超额选型，增加成本
2 避免选用低质量的设备，降低安
选择合适尺寸的设备能避免不必要的成本
全性和可靠性
浪费。
Hale Waihona Puke 选择质量可靠的设备能确保工作安全和设
备可靠性。
3 考虑设备间的匹配性和配合性
4 特定环境下要选用特殊材质或型
第4章电器设备的选择
• 功能
– 通断正常负荷电流
QF
– 接通和承受一定的短路电流
– 在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障。
– 同时承担着控制和保护双重任务
• 类型（按灭弧原理分）
– 油断路器：多油断路器、少油断路器 – 空气断路器
– 六氟化硫断路器
– 真空断路器
13
• 多油断路器：
–开关触头在绝缘油中闭合和断开。 –油兼有灭弧和绝缘功能，油量多，可频繁通
• 高压电气设备 • 低压电气设备
3
–按在电路中的位置分
• 一次回路
–也称主接线、一次电路、主电路。 –担负输送和分配电能任务的电路（变配电所中） –一次电路中的电气设备称一次设备。
• 二次回路
–凡用来控制、指示、测量一次设备运行的电路 称二次回路（电路、接线)。
–二次回路通常接在互感器的二次侧， –二次回路中的电气设备称二次设备或二次元件。
17
LW8-40.5型户 外交流高压六 氟化硫断路器
18
19
• 真空断路器
–开关触头在真空容器内闭合和断开。 –稀薄空气灭弧能力强。 –开断速度高，开断能力强，属高速断路器。 –结构简单，重量轻，体积小。寿命长，易
维修。可频繁操作。无易燃易爆危险。 –由于开断速度高, 易产生截流过电压,对变
压器等感性负载易造成危害,应配置过电压 吸收装置。 –在额定电压为３～10kV广泛应用
4
3、电力系统短路
• 短路定义
–电力系统中，相 与相之间或相与地 之间(对中性点直 接接地系统）通过 金属导体、电弧或 其较小阻抗连结而 形成的非正常状态
• 短路类型（右图）
5
• 短路的危害
–巨大的短路电流的热效应会使导体或电气设备 发热，可能熔化导体，破坏绝缘。
第4章电线电缆及电器设备的选择课件
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建筑电气
第4章 电线、电缆及电器设备的选择
聚氯乙烯绝缘线（通称塑料绝缘线）优缺点
优点：
这类电线绝缘性能良好，制造工艺简便，价格较低， 不用棉纱和橡胶，室内明敷或穿管都可取代橡皮绝缘线， 生产量大，应用广泛。
缺点：
是对气温适应性能较差，低温时易变硬发脆，高温 或日光下绝缘老化较快，不宜室外敷设。
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建筑电气
第4章 电线、电缆及电器设备的选择
RV
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第4章 电线、电缆及电器设备的选择
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建筑电气
第4章 电线、电缆及电器设备的选择
RVV
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建筑电气
第4章 电线、电缆及电器设备的选择
除此以外，在民用建筑中还常用一种塑料绝缘线，叫 做聚氯乙烯绝缘和护套电线，它是在聚氯乙烯绝缘外层外 再加上一层聚氯乙烯护套构成的，线芯分为单芯、双芯和 三芯。电线的型号为BVV(铜芯)和BLVV(铝芯)。这种电线 可以直接安装在建筑物表面，它具有防潮性能和一定的机 械强度。广泛用于交流500V及以下的电气设备和照明线路 的明敷设或暗敷设。
环境特征
线路敷设方法
绝缘线瓷珠、瓷夹板或 铝皮卡子明敷
正常干燥环境 绝缘线、裸线瓷瓶明配 绝缘线穿管明敷或暗敷
2）居住建筑、幼儿园、福利院、医院等用电设备的 配电线路。
3）有爆炸、火灾危险、潮湿、腐蚀、连接移动设备 及八度抗震及以上设防的场所重要的公共建筑。
4）监测及控制回路。 5）应急系统包括消防系统的线路。 6）室外配电线路。
电气设备的选择知识培训讲义
电气设备的选择知识培训讲义1. 介绍本讲义旨在为电气工程师和相关技术人员提供有关电气设备选择的知识培训。
电气设备的选择对于建设和维护电气系统至关重要，能够确保系统的安全性、可靠性和运行效率。
本讲义将涵盖以下几个方面的内容：电气设备的分类、选择原则、常见的选择标准和注意事项。
2. 电气设备的分类电气设备可以按其用途和功能进行分类。
主要的分类包括：电源设备、电缆及导线、电气保护设备、电动机和控制设备。
在选择电气设备时，需要了解其所属的分类以及相应的工作原理和特点。
2.1 电源设备电源设备主要包括发电机、变压器和开关设备。
发电机用于产生电能，变压器用于调节电能的电压，而开关设备则用于控制电能的传输和分配。
2.2 电缆及导线电缆和导线是用于电能传输的导体材料，常见的有铜导线、铝导线和光纤电缆等。
在选择时，需要考虑导线的导电能力、安全性以及与其他电气设备连接的可靠性。
2.3 电气保护设备电气保护设备包括熔断器、断路器和避雷器等。
它们的主要功能是保护电气系统免受过电流、过电压和雷击等电气故障的影响。
2.4 电动机电动机是将电能转换为机械能的设备，广泛应用于工业生产和交通运输等领域。
在选择电动机时，需要考虑其额定功率、转速和负载要求等因素。
2.5 控制设备控制设备用于控制电气系统的运行和性能。
常见的控制设备包括开关、继电器和PLC（可编程逻辑控制器）等。
在选择控制设备时，需要根据实际需求确定其功能和性能要求。
3. 电气设备的选择原则在选择电气设备时，需要遵循一些基本原则，以确保系统的安全性和可靠性。
3.1 符合技术规范选择的电气设备必须符合相关的技术规范和标准。
这些规范和标准包括国家和行业标准，如GB、IEC和ANSI等。
符合规范的电气设备通常具有较高的质量和可靠性。
3.2 适应工作环境电气设备的选择应考虑其所处的工作环境要求。
例如，在潮湿或腐蚀性环境中，需要选择具有防水、防腐蚀功能的设备。
3.3 经济可行性选择的电气设备应符合经济可行性的要求。
电气设备选择资料课件
电气设备选择资料课件
$number {01}
目录
• 电气设备基础知识 • 电气设备选择原则 • 常见电气设备的选择 • 电气设备选择的注意事项 • 电气设备选择实例分析
01
电气设备基础知识
电气设备的定义与分类
定义
电气设备是指用于实现电能转换 、分配和控制功能的各种装置和 器具。
分类
根据用途和功能的不同，电气设 备可分为发电机、电动机、变压 器、开关电器、保护电器等。
选择环保型的电气设备，减少对环境的影响。
公共设施供电系统的电气设备选择
总结词：公共设施供电系统的电气设 备选择需要考虑到设施的功能需求、
人流量和安全等因素。
详细描述
根据设施的功能需求，选择适当容量 的电气设备，确保设施的正常运行。
根据人流量和用电需求，选择适当规 格的配电箱和电缆，确保用电安全和 稳定性。
利用电磁感应原理，实现电压、 电流和阻抗的变换。
电动机
利用磁场和导线的相互作用产生 转矩，实现电能转换为机械能。
开关电器
利用触点或半导体器件的通断控 制电路的接通和断开。
02
电气设备选择原则
电气设备选择的基本原则
安全原则
确保设备在正常工作条件下不会对人员和环境 造成危害。
可靠性原则
选择可靠性高、故障率低的设备，确保设备的 稳定运行。
低压电气设备的选择
低压电气设备通常指 • · 工作在交流1000V以 下、直流1500V以下 的电气设备。在选择 时，应考虑其使用环 境、用途、性能参数 等因素。
使用环境： 考虑设备 的使用环境，如温度 、湿度、压力、腐蚀 等，以及是否需要防 水、防尘等特性。
用途： 根据设备用途 选择合适的设备类型 ，如电动机、开关、 变压器等。
$number {01}
目录
• 电气设备基础知识 • 电气设备选择原则 • 常见电气设备的选择 • 电气设备选择的注意事项 • 电气设备选择实例分析
01
电气设备基础知识
电气设备的定义与分类
定义
电气设备是指用于实现电能转换 、分配和控制功能的各种装置和 器具。
分类
根据用途和功能的不同，电气设 备可分为发电机、电动机、变压 器、开关电器、保护电器等。
选择环保型的电气设备，减少对环境的影响。
公共设施供电系统的电气设备选择
总结词：公共设施供电系统的电气设 备选择需要考虑到设施的功能需求、
人流量和安全等因素。
详细描述
根据设施的功能需求，选择适当容量 的电气设备，确保设施的正常运行。
根据人流量和用电需求，选择适当规 格的配电箱和电缆，确保用电安全和 稳定性。
利用电磁感应原理，实现电压、 电流和阻抗的变换。
电动机
利用磁场和导线的相互作用产生 转矩，实现电能转换为机械能。
开关电器
利用触点或半导体器件的通断控 制电路的接通和断开。
02
电气设备选择原则
电气设备选择的基本原则
安全原则
确保设备在正常工作条件下不会对人员和环境 造成危害。
可靠性原则
选择可靠性高、故障率低的设备，确保设备的 稳定运行。
低压电气设备的选择
低压电气设备通常指 • · 工作在交流1000V以 下、直流1500V以下 的电气设备。在选择 时，应考虑其使用环 境、用途、性能参数 等因素。
使用环境： 考虑设备 的使用环境，如温度 、湿度、压力、腐蚀 等，以及是否需要防 水、防尘等特性。
用途： 根据设备用途 选择合适的设备类型 ，如电动机、开关、 变压器等。
电力系统设计第四讲——电气设备的选择(导线、电缆)解析
FA FAB FAC 2 10
7
L (i A i B i B iC ) a
7
L (i A i B 0.5i A iC ) a
比较三相短路故障、两相短路故障情况下 各相导体遭受短路电动力：
三相短路A相的最大电动力 三相短路B相的最大电动力 FA max 1.616 10
2 kt
(W/m)
I R dt mc d
1 2 I dt A f Ai 2 kt S 0
2 QK I Kf dt 0 tk
tk
-------短路电流的热效应
c0 w A [ 2 ln(1 ) ]
0
1 QK Ai A f 2 S
S = Imax / J
注意：尽量选择接近的截面，若无合适规格的导体，
选小于经济截面的导体。按经济电流密度选择的导 体截面，其允许电流必须大于导体的最大持续工作 电流。
3）电晕电压校验 对 110KV 以上的裸导体，按晴天不发生全 面电晕条件校验： Ucr ≥ Umax
Ucr -----裸导体的临界电压
额定电压 UN ≥ UN S 额定电流 IN ≥ Imax
UN-------电器设备额定电压； UNS -------电网额定电压
IN -------电器设备在额定环境温度回路在各种合理运行方式下的最大持续
工作电流
当地环境条件校验
典型回路最大持续工作电流Imax的计算方法
5）硬导体的动稳定校验 σ≥σal
σ-----导体应力（Pa）
al
σ
-----导体材料允许应力（Pa）
单条矩形导体应力的计算
7
L (i A i B i B iC ) a
7
L (i A i B 0.5i A iC ) a
比较三相短路故障、两相短路故障情况下 各相导体遭受短路电动力：
三相短路A相的最大电动力 三相短路B相的最大电动力 FA max 1.616 10
2 kt
(W/m)
I R dt mc d
1 2 I dt A f Ai 2 kt S 0
2 QK I Kf dt 0 tk
tk
-------短路电流的热效应
c0 w A [ 2 ln(1 ) ]
0
1 QK Ai A f 2 S
S = Imax / J
注意：尽量选择接近的截面，若无合适规格的导体，
选小于经济截面的导体。按经济电流密度选择的导 体截面，其允许电流必须大于导体的最大持续工作 电流。
3）电晕电压校验 对 110KV 以上的裸导体，按晴天不发生全 面电晕条件校验： Ucr ≥ Umax
Ucr -----裸导体的临界电压
额定电压 UN ≥ UN S 额定电流 IN ≥ Imax
UN-------电器设备额定电压； UNS -------电网额定电压
IN -------电器设备在额定环境温度回路在各种合理运行方式下的最大持续
工作电流
当地环境条件校验
典型回路最大持续工作电流Imax的计算方法
5）硬导体的动稳定校验 σ≥σal
σ-----导体应力（Pa）
al
σ
-----导体材料允许应力（Pa）
单条矩形导体应力的计算
建筑电气第4章——电气设备及电线电缆选择
S M
PL 10 300 13.13mm2
C ΔU% C ΔU% 45.7 5%
查表4-3，采用铝线明敷，取C＝45.7，所以 查附录常用绝缘导线允许载流量表，选用型号为 BLX的导线截面为16mm2，其载流流量为80A。
用发热条件来校验所选导线截面
IC
I' r
Ir
K
Ir
r r 40
Ir、I’r — 设备的额定电流及经温度修正后的允
许电流值 (A); θ— 实际环境温度,取最热月平均最高气温(℃); θr— 电器设备的额定温度,或载流导体的最高允 许温度(℃);
Kθ —温度修正系数。当θ≤θr时,每降低1℃允 许电流增加0.5％Ir，但总数不得超过20%;当 θ<θr≤60℃时,每增高1℃允许电流应减少 1.8%Ir。
开关触头在真空的容器内 闭合和断开。灭弧 能力强燃弧时间短，属高速断路器。开断能力强。 结构简单，重量轻，体积小。寿命长，易维修。 可频繁操作。无易燃易爆危险。
由于开断速度高, 易产生截流过电压,对变压器 等感性负载易造成危害,应配置过电压吸收装置。
真空断路器的发展状况
目前国际上，真空断路器的设计、制造领域 里逐步形成了以德国西门子公司为代表的空气 绝缘产品和以ABB公司为代表的复合绝缘产品 的两大派别。西门子公司的产品有3AF、3AG 及3AH等系列产品 。ABB公司的代表产品有 VD4。
相应的电压损失计算公式为：
n
pC i Li
U% B i1 CS
例4-2 ：有一条从变电所引出的100m的供电干 线，供电方式为树干式，干线上接有电压为 380V的三相异步电动机共24台，其中10kW 电动机20台，4.5kW电动机4台，干线敷设
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FA FAB FAC 2 10
7
L (i A i B i B iC ) a
7
L (i A i B 0.5i 短路故障情况下 各相导体遭受短路电动力：
三相短路A相的最大电动力 三相短路B相的最大电动力 FA max 1.616 10
Qnp---非周期分量的热效应
T-----非周期分量等效时间（s）
Qnp TI
” 2
tK-----短路电流切除时间（s）
当短路电流切除时间超过1秒时，发热主要由周期分量决 定，可忽略非周期分量的影响。
5、导体短路的电动力
平行载流导体间的电动力
L F 2 10 K f i1i2 a
7
2 kt
(W/m)
I R dt mc d
1 2 I dt A f Ai 2 kt S 0
2 QK I Kf dt 0 tk
tk
-------短路电流的热效应
c0 w A [ 2 ln(1 ) ]
0
1 QK Ai A f 2 S
导体的载流量
I
F（ S 0）
R
当导体温度为导体正常工作最高允许温 度70℃、环境温度为额定环境温度25℃ 时，可计算出各种标准截面导体的长期 允许载流量。 如LGJ-120型导线的长期允许载流量为 380A，100×10mm2矩形导体单条平放时 的长期允许载流量为1663A，竖放时为 1807A。
额定电压 UN ≥ UN S 额定电流 IN ≥ Imax
UN-------电器设备额定电压； UNS -------电网额定电压
7
L 2 ish a
FB max 1.73 10
7
L 2 i sh a
两相短路最大电动力
F
( 2) max
1.5 10
7
L 2 i sh a
最大短路电动力
三相导体最大短路电动力出现在三相短 路故障后的0.01s，作用在中间B相
Fmax 1.73 10
7
L 2 i sh a
s
导体的长期发热的特点
1）导体通过电流I后，温度开始升高，经过 （3～4）倍Tt(时间常数)，导体达到稳定发热 状态；
2）导体升温过程的快慢取决于导体的发热时 间常数，即与导体的吸热能力成正比，与导体 的散热能力成反比，而与通过的电流大小无关；
3）导体达到稳定发热状态后，由电阻损耗产 生的热量全部以对流和辐射的形式散失掉，导 体的温升趋于稳定，且稳定温升与导体的初始 温度无关。
提高导体载流量的措施
1）减小交流电阻：采用电阻率小的材料 如铜、铝；增大导体的截面； 接触表面 镀锡、镀银等以减小接触电阻，提高导 体长期发热最高允许温度； 2）增大复合散热系数：改变导体的布置 方式，导体表面涂漆等； 3）增大散热面积。
4、导体的短时发热
导体的短时发热 -----短路开始到短路切除为止很短一段时 间内导体的发热过程。
I Rdt mcd F ( w o )dt
2
导体的温升变化曲线
（ ） ie s 1 e
τ-----导体的温升 τ=θ- θ0
t Tt t Tt
τ
τ
i
-----导体的初始温升
τ i =θ i -θ
0
-----导体的稳定温升 I 2R s F Tt-----导体的发热时间常数 mc Tt F
（N）
导体振动的动态应力 导体发生振动时，内部产生动态应力
Fmax 1.73 10
7
L 2 i sh a
β ----动态应力系数，
与导体的固有振动频率有关
二、导体和电器选择的一般原则
各类电器设备选择遵循的共同原则是： 按正常工作条件进行选择；
按短路状态校验热稳定和动稳定。
1、按正常工作条件选择电器设备
3、导体的长期发热
导体长期发热
-----导体长期通过工作电流时的 发热过程。
目的
-----计算导体长期允许电流，研 究提高导体长期允许电流的措施
热平衡方程：
QR = QW + QC＋Qr （W/m）
导体通过电流I后，导体的温度将由初始温度开始上升。 导体由于电阻损耗产生的热量QR，一部分用于本身温 度升高所需的热量QW，一部分以对流和辐射的形式散 失到周围的介质中热量（QC＋Qr）。
第四讲 电气设备的选择
一、导体发热和短路电动力
1、导体发热及短路电动力的危害
电阻损耗、介质损耗、磁滞和涡流损耗----发热
短路电动力超过允许值----导体变形或损坏
2、导体最高允许发热温度
正常最高允许工作温度 主要决定于系统接触电阻的大小。一般裸导体＋70℃计 及太阳辐射影响时的钢芯铝绞线、管形导体按照80℃； 导体接触面镀锡85℃。 短时最高允许温度 主要决定于短时发热过程中导体机械强度的大小、介质 绝缘强度的大小。硬铝及铝锰合金＋200℃，硬铜300℃。 钢构的最高允许温度 人可触及的钢构为70℃，人不可触及的钢构为100℃， 混凝土中的钢筋为80℃
目的 -----确定导体可能出现的最高温度，进而 研究导体的热稳定性 。
短时发热的特点
由于发热时间短，可认为电阻损耗产生 的热量QR来不及散失，全部用于使导体 温度升高所需的热量QW，即认为导体短 时发热基本上是一个绝热的过程，且导 体温度变化很大，电阻和比热容随温度 而变化。
QR ＝ QW
导体短路开始（t=0s)温度θ
i
---短路故障切除（t=tk)温度θ
f
f
θ i---- Ai ---- Ai+ Qk/s2 ---- Af ----θ
根据θ
f
判断导体的热稳定性
短路电流热效应
QK = Qp + Qnp
Qp ---周期分量的热效应
t K “2 2 2 QP （I 10I t K I t K ） 12 2
F -----两平行载流导体间的电动力（N）；
Kf -----导体截面形状系数，对圆形导体，形状系 数Kf ＝1，矩形或槽形导体的形状系数可查曲 线或查表获得； L ----- 导体的长度（m）； i1 、i2-----分别通过两导体的电流（A）
三相导体短路的电动力
FB FBA FBC 2 10
7
L (i A i B i B iC ) a
7
L (i A i B 0.5i 短路故障情况下 各相导体遭受短路电动力：
三相短路A相的最大电动力 三相短路B相的最大电动力 FA max 1.616 10
Qnp---非周期分量的热效应
T-----非周期分量等效时间（s）
Qnp TI
” 2
tK-----短路电流切除时间（s）
当短路电流切除时间超过1秒时，发热主要由周期分量决 定，可忽略非周期分量的影响。
5、导体短路的电动力
平行载流导体间的电动力
L F 2 10 K f i1i2 a
7
2 kt
(W/m)
I R dt mc d
1 2 I dt A f Ai 2 kt S 0
2 QK I Kf dt 0 tk
tk
-------短路电流的热效应
c0 w A [ 2 ln(1 ) ]
0
1 QK Ai A f 2 S
导体的载流量
I
F（ S 0）
R
当导体温度为导体正常工作最高允许温 度70℃、环境温度为额定环境温度25℃ 时，可计算出各种标准截面导体的长期 允许载流量。 如LGJ-120型导线的长期允许载流量为 380A，100×10mm2矩形导体单条平放时 的长期允许载流量为1663A，竖放时为 1807A。
额定电压 UN ≥ UN S 额定电流 IN ≥ Imax
UN-------电器设备额定电压； UNS -------电网额定电压
7
L 2 ish a
FB max 1.73 10
7
L 2 i sh a
两相短路最大电动力
F
( 2) max
1.5 10
7
L 2 i sh a
最大短路电动力
三相导体最大短路电动力出现在三相短 路故障后的0.01s，作用在中间B相
Fmax 1.73 10
7
L 2 i sh a
s
导体的长期发热的特点
1）导体通过电流I后，温度开始升高，经过 （3～4）倍Tt(时间常数)，导体达到稳定发热 状态；
2）导体升温过程的快慢取决于导体的发热时 间常数，即与导体的吸热能力成正比，与导体 的散热能力成反比，而与通过的电流大小无关；
3）导体达到稳定发热状态后，由电阻损耗产 生的热量全部以对流和辐射的形式散失掉，导 体的温升趋于稳定，且稳定温升与导体的初始 温度无关。
提高导体载流量的措施
1）减小交流电阻：采用电阻率小的材料 如铜、铝；增大导体的截面； 接触表面 镀锡、镀银等以减小接触电阻，提高导 体长期发热最高允许温度； 2）增大复合散热系数：改变导体的布置 方式，导体表面涂漆等； 3）增大散热面积。
4、导体的短时发热
导体的短时发热 -----短路开始到短路切除为止很短一段时 间内导体的发热过程。
I Rdt mcd F ( w o )dt
2
导体的温升变化曲线
（ ） ie s 1 e
τ-----导体的温升 τ=θ- θ0
t Tt t Tt
τ
τ
i
-----导体的初始温升
τ i =θ i -θ
0
-----导体的稳定温升 I 2R s F Tt-----导体的发热时间常数 mc Tt F
（N）
导体振动的动态应力 导体发生振动时，内部产生动态应力
Fmax 1.73 10
7
L 2 i sh a
β ----动态应力系数，
与导体的固有振动频率有关
二、导体和电器选择的一般原则
各类电器设备选择遵循的共同原则是： 按正常工作条件进行选择；
按短路状态校验热稳定和动稳定。
1、按正常工作条件选择电器设备
3、导体的长期发热
导体长期发热
-----导体长期通过工作电流时的 发热过程。
目的
-----计算导体长期允许电流，研 究提高导体长期允许电流的措施
热平衡方程：
QR = QW + QC＋Qr （W/m）
导体通过电流I后，导体的温度将由初始温度开始上升。 导体由于电阻损耗产生的热量QR，一部分用于本身温 度升高所需的热量QW，一部分以对流和辐射的形式散 失到周围的介质中热量（QC＋Qr）。
第四讲 电气设备的选择
一、导体发热和短路电动力
1、导体发热及短路电动力的危害
电阻损耗、介质损耗、磁滞和涡流损耗----发热
短路电动力超过允许值----导体变形或损坏
2、导体最高允许发热温度
正常最高允许工作温度 主要决定于系统接触电阻的大小。一般裸导体＋70℃计 及太阳辐射影响时的钢芯铝绞线、管形导体按照80℃； 导体接触面镀锡85℃。 短时最高允许温度 主要决定于短时发热过程中导体机械强度的大小、介质 绝缘强度的大小。硬铝及铝锰合金＋200℃，硬铜300℃。 钢构的最高允许温度 人可触及的钢构为70℃，人不可触及的钢构为100℃， 混凝土中的钢筋为80℃
目的 -----确定导体可能出现的最高温度，进而 研究导体的热稳定性 。
短时发热的特点
由于发热时间短，可认为电阻损耗产生 的热量QR来不及散失，全部用于使导体 温度升高所需的热量QW，即认为导体短 时发热基本上是一个绝热的过程，且导 体温度变化很大，电阻和比热容随温度 而变化。
QR ＝ QW
导体短路开始（t=0s)温度θ
i
---短路故障切除（t=tk)温度θ
f
f
θ i---- Ai ---- Ai+ Qk/s2 ---- Af ----θ
根据θ
f
判断导体的热稳定性
短路电流热效应
QK = Qp + Qnp
Qp ---周期分量的热效应
t K “2 2 2 QP （I 10I t K I t K ） 12 2
F -----两平行载流导体间的电动力（N）；
Kf -----导体截面形状系数，对圆形导体，形状系 数Kf ＝1，矩形或槽形导体的形状系数可查曲 线或查表获得； L ----- 导体的长度（m）； i1 、i2-----分别通过两导体的电流（A）
三相导体短路的电动力
FB FBA FBC 2 10