高压断路器、电流互感器、母线、电缆短路电流(动、热稳定)校验公式

流过 冲击短路 电流 时 ， 将产生很大 的作用力 ， 如果大于开关 、 设 备所能 承受 的作 用力 ， 必将遭 到破坏 ， 为此 必须对 开关设备 进
行动稳定校验。
１ ． 稳 定 ２热
无 关 ， 是根据高 压断路器 开断 电流值 来配 置的 ； 它 而高压 断路 器 开断值又是根据高压主母线处发生短路时 的短 路电流 ， 合 来 理选择断路器开断电流值的。为此又必须对高压柜上高压主母
短路开断电流值 与主母线额定载流量的基本配置 （ 环境温度按
１１ 稳定 ．动
当开关 、 设备 （ 母线 、 电流 、 电压互感 器 、 缘子 、 绝 电缆 等 ）
３ ￣ 计 ） 如高 压断路器 若采 用 ３ ． Ａ， 高压柜 主母 线载 流 ０１ ２ ， １ｋ 其 ５
量不得 小于 １ ５Ａ，最大载流量可 为 ２０ Ａ，设计 选用 １０ Ａ ２０ ００ ６０ 比较稳妥 。高压主母线 的选择与所带 的变压器容量大小和台数
、 ／ 、 ／ 、 ／ 、 ／ 、 ／ 、 ／ 、 ／ 、 ／ 、 ／ 、 ／ 、 ／ 、 ／ 、 ／ 、 ／
ｔ ｒ ｕ ｈ ｘ ｍｕ ｓ ｏ ｉｃ ｉ ｃ ｒｅ ｔ ｗｈ ｃ ｓｕ ｅ ｏｃ ｅ ｋ ｔ ｅｐ ｗｅ ｄ ｔ ｒ ｌ ｔ ｉｉ ， ｒ ａ ｉ ａ ａ ｉ ｆ ｈ ｌ ｃ ｒ ｎ ｔ ｌ ｔｏ ｄ ｔ ｅ ｒ ｌｙ ｏｗｏ ｋ ｏ ｔｔ ｅｍａ ｉ ｍ ｈ ｒ ｃｒ ｕ ｔ ｕ ｒ ｎ ， ｉ ｈ ｉ ｓ ｔ ｈ ｃ ｏ ｒａ ｔ ｄ ｈ ｎ ｈｅ ｍａ ｓａ ｌ ｙ ｂ ｅ ｋ ｎｇｃ ｐ ｃ ｔ ｏ ｅ ｅ ｅ ｔ ｃ ｉ ｓａ ｌ ｉｎ ａ ｅ ａ ｂ ｔ ｙ ｔ ｉ ａ ｎ ｈ ｐ ｏ ｅ ｔｏ ｑ ｐ ｎｔ ａ ｌ ａ ｅｍｉ ｉ ｍ ｈｏ ｉ ｕ ｔ ｕ ｒ ｎ ， ｉ ｈ ｉ ｓ ｏ ｃ ｅ ｋ ｔ ｅｃ ｅ ｉ ｉｎ ｆ ｅ ｓｔ ｉ ｆ ｈ ｅａ ｄ ｔ ｈ ｃ ｅ ｂ ｓ ｓｏ ｅ ｒ ｔ ｉｎ ｅ ｕｉ ｍｅ ， ｓｗｅｌ ｓ ｔ ｎ ｍｕ ｓ ｒ ｃｒ ｉ ｒｅ ｔ ｗｈ ｃ ｓｕ ｅ ｔ ｈ ｃ ｈ ｏ ｆ ｃ ｅ ｔｏ ｎ ｉ ｖ ｔ ｏ ｅ ｒ ｌ ｙａ ｏ ｃ ｅ ｋ ｔ ａ ｉ ｆ ｃ ｈ ｔ ｃ ｃ ｄ ｓ ｉ ｙ ｔ ｎ ｈ ｈ ｔ ｓａ ｔ ｇｏ ｅｅ ｅ ｔ ｃ ｍｏ ｏ ｔｒｉ ｆｔ ｌ ｒ ｔｒ． ｎ ｈ ｃｉ Ｋｅ ｒ ｓ ｈ ｒ ｃ ｒ ｕ ｔ ｕ ｒ ｎ ｐ ｗ ｒ ｄ ｔ ｅ ａ ｔ ｉ ｔ ｈｉｈ ｖ ｌ ｅ ｃｒ ｕ ｔ ｒ ａ ｅ ｃ ｒｅ ｔ ｒ ｎ ｆ ｒ ｔｒ； ｅ ｅ ａ ｒｘ； ａ ｌ ｙ ｗｏ ｄ ：ｓ ｏ ｉ ｉ ｃ ｒｅ ｔ； ｔ ｃ ｏ ｅ ｈ ｒ ｌ ｓａ ｌ ｙ； ｇ － ｏｔ ｉｃ ｉｂ ｅ ｒ； ｕ ｒ ｎ ａ ｓｏ ｍａ ｏ ｇ ｎ ｒ ｔｉ ｃ ｅ ｎ ａ ｍ ｂ ｉ ｇ ａ ｋ ｔ ｂ
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２ ０ ． ０ ６ＮＯ３
本刊 特稿
５
高压断路器 电流互感器 母线 电缆短路 电流 （ 热稳定 ） 动 校验公式
王 永 华
（ 安徽省建筑设计研究 院 ， 安徽
摘
合肥
２ ００ ） ３ ０ １
要： 要想做到安全供电 。 在设计变电所时应对所采用的高压断路器、 电流互感器、 母线 、 电缆等 进行必要的短路 电流 （ 热稳定 ） 动、 校验 ， 为
三相短路 电流周期分量有效值 （ Ａ） ｋ 次暂态短路 电流 （ 即三相短路 电流周期 分量第一周 的有效值 ） ｋ （ Ａ）
、
， ） 三相短路冲击电流峰值及全 电流有效值ｏＡ —— ｃ）
ｓ 广一 三相短路容量 （ Ａ） ＭＶ ， 一
额 和 压 现以 Ｖ Ｄ 和 ｓ 断路器为例 ： ． 若取开关额定 短路 开断 电流
流（ 却三相短 路第 １ 全电流峰值 ） 周 。而热稳定是通过稳态 短 路 电流 （ 即为三相短路 电流周期 分量 有效值 ） ，＝ 即 具体标
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６
安 徽建 筑
２ ０ 年第３ ０６ 期
明
识 ：
— —
由样 本 查 出
设 定 线 应
按 公 式 ：＝ ． １ ２ ５× ２２ｋ ＝ ６７ Ａ ｉ ２ ５ｅ ． ２ ． Ａ ５ ．ｋ ｃ ５ ＝５ ３
一
备 电 于 流
，——三相短路 电流稳态有效值 （ Ａ） ｋ ｉ——三相短路 冲击电流（ 即三相短路电流第 １ 周全 电流峰
值 ）ｋ ）‘ ×２ ５ （ ，＝ Ａ ． ５
设备在 ｔ（ ） ｓ 秒 内允许通过的热稳定电流 （ Ａ） ｋ
由样本 查 出
ｔ — 假想时间 （ ） — ｓ
ｔ 一 ｔ ００ ｓ） ＋ ．５（
ｔ 为短路延续时 间，其 为保 护继 电器整定动作时 间与开关 动作时间之和。 按 ２ｋ ５ Ａ额定短路 电流开 断值 的 Ｖ Ｄ 或 ｓ ， 。 其在 ３ （ ） ｓ秒 热稳定电流有效值也为 ２ ｋ （ ５ Ａ样本） 为 ｌ （ ） 出 ｔ ． ｓ 。ｔ ｓ秒 得 １ ５ ０
线进行短路电流校验 （ 、 动 热稳定校验 ） 。
在发生短 路时 ， 开关设 备在短 路电流作 用下 ， 会产 生很 高
的温度 。 如果超过该设备所能允许 的最高温度 ， 就会被烧毁 。 为
此， 必须对开关设备进行 热稳定源自验 ， 以保证设备安全运行 。 从 动稳 定与热稳定定义上来看 ， 对开头设备进 行短路 电流 校验， 一个是 以短 路时 的稳态 电流来 校验 的 ， 一个是 以短路 时 流过的 冲击电流来 校验 的，两者 的短 路电流值 是有很 大差 异 的。 即动稳定是按 冲击 电流来校验的 ｉ ２５ ， 为三相短路 电 ｃ ．５ ＝ 流周期分量有效值 （ 即所求 的短 路电流 ） 是三相短路冲击 电 ，
Ｗ ａ ｎ ｈｕ ｎｇＹｏ ｇ ａ
（ｎ ｕ Ａ ｃｉｃｕａ Ｄ ｓ ｎａｄＲ ｓａｃ ｓｔｔ Ｈ ｆ ２ ００ ， ｈ ａ Ａ ｈ ｉ ｒｈ ｅｔ ｌ ｅｉ ｎ ｅｅｒｈＩ ｔｕｅ， ｅ ｉ ３ ０ １Ｃ ｉ ） ｔ ｒ ｇ ｎｉ ｅ ｎ
Ａ ｓｒ ｃ：ｎｏｄｒｏｓｃｒ ｅｓｆ ｏ ｅ ｐ ｌ ｔｅ ｈ ｒｃｒｕｔ ｕ ｎ ｐｗ ｒ ｎ ｅｍａ ｓ ｂｌｙ ｏ ｅ ｄｐｅ ｉ － ｏｔ ｅ ｉ ｕｔｒａ ｅ ， ｕ— ｂ ｔａｔ Ｉ ｒｅ ｕｅ ｈ ｅ ｗ ｒ ｕ ｐｙ，ｈ ｏｔ ｉ ｉｃ￣ ｔ ｏ ｅ ｄｔ ｒ ｌ ｔ ｉｔ ｆｈ ｏ ｔ ｈｇ ｖｌｇ ｒ ｉ ｅｋ ｒ ｃ ｒ ｔｅ ｔ ａ ｐ ｓ ｓ ｃ ａ ｈ ａ ｉ ） ｔ ａ ｄ ｈ ａ ｃｃ ｂ
Ｓ ｏ ｔ ｉｃ ｉ Ｃｕ ｒｎ （ ｏ ｒａ ｄ Ｔ ｅｍａ ｔｂｌ ｙ Ｃ ｅ ｋ Ｆ ｒ ｌ ｏ ｇ － ｏｔｇ ｈ ｒ Ｃ ｒ ｕｔ ｒ ｅ ｔ Ｐ ｗｅ ｎ ｈ ｒ ｌ ａ ｉｔ） ｈ ｃ ｏ ｍｕａｆ ｒＨｉｈ Ｖ ｌ ｅ Ｓ ｉ ａ
Ｃｉｃ ｔ ｒ ａ ｅ ， ｒ ｅ ｔ ａ ｓｏ ｍ ａ ｏ ， ｎ ｒ ｔｉ ｎ ｂ ｅ ｒ ｕ ｂ ｅ ｋ ｒ Ｃｕ ｒ ｎ ｉ Ｔｒ ｎ ｆ ｒ ｔ ｒ Ｇｅ ｅ ａ ｒｘ ａ ｄ Ｃａ ｌ
蚯 跳
为 ２ ｋ 其额 定峰值 耐受 电流 （ ５ Ａ， 峰值 设及额 定 短路关 合 电流 ）定 大 电 （ 峰值 ）皆为 ６ ｋ ‘ ３ Ａ，即是额 定短路开断 电流的 ２ ． ５倍 （ ５× ２ 的 流 工 ２ ＝ ３ Ａ）若现计算 出短路 电流 为 ＝ ２２作 ． ６ｋ ； ５ 额 应３ Ａ， ２． ｋ
②热稳定 ： ≤ 、 了 或 ， ≤ 、 ・ ／ ・ ／
式 中 ： —— 短路稳态 电流 （ Ａ） ， ｋ
— —
三相短路 电流第 １ 周全 电流有效值 （ Ａ） ×１ ２ ｋ ． ５ 另外 ， 由于系统容量为无限大 ， 因此短路
从上式可看 出， 对开关设备进行动 、 要 热稳定校验 ， 必须先 要计算 出短路 电流 电流 的周期 分量在 短路 的整 个时 间内是恒定 的 ，属 于远 端短 路， 即 ＝ ’ ＝ ， ＝ 。表 ２为部分设 备应校验的项 目。 部分设备应校验的项目（ Ｖ） 表２
（ ） 此 时 １＝ ２ ３ Ａ．＝ ５ Ａ 秒 ， ￣２． ｋ ／２ｋ 。 ２ ，
设名 备称
断路器 负荷开关 隔离开关 熔断器 电流互感器 电压互感器
母 线
专 遮容 动定流验 Ａ （Ａ 稳电 稳 断量 短 校 Ｍ） 路 定 Ｖ 热
、 ／ 、 ／ 、 ／ 、 ／ 、 ／ 、 ／
此 又必须进行 短路电流计算 。 从而求 出最大 短路电流值 ． 以校验 电气 设备的动、 用 热稳定及分 断能力和继 电保护装 置。 还需求 出最小短 路电流值 。
用作 校 验 继 电保 护 装 置 灵 敏 系 数 和 校 验 电 动 机 起 动 的 依 据 。
关键词 ： 短路电流 ； 动热稳定 ； 高压断路器 ； 电流互感器 ； 母线； 电缆 中图分类号 ： ２ ＴＭ７ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０ ７ ７ ５ ２ ０ ０ — ０ ５ ０ １ ０ — ３ ９（ ０ ６） ３ ０ ０ — ３
１ 高 压 断路 器 额 定 短 路 开 断 电流 值 （ Ａ） 高 压 柜 ｋ 与 高压主 母线额 定 电流值 （ ） Ａ 的配 比关 系
从 审查 图纸来 看 ， 很多图纸 （ 电所 ） 压柜高压 主母线 变 高
与 高压 断路器额定短 路开断电流值严重失配 ， 如断路器开断 电
表 １
≥
， ￣＝ ３ Ａ ，ｃ ５ ． ｋ ， ３ Ａ／ ５ ．ｋ ｉ ６ｋ ｉ ６７ Ａ ６ ｋ ＞ ６ ７ Ａ ＝
ｋ——短路开始到 ０２ 时 的三相短路 电流有效值 （ Ａ） ．ｓ ｋ 厂—－ ｊ 路开始到 ０２ 时的三相短路 容量 有效值 （ Ａ） ． ｓ ＭＶ
— —
即动稳定校验满足要求 。
ｒｎ ａ ｓｏｍａｏ ｇ ｎ ｒｔｉ ｄｃ ｂｅｓｏ ｌ ｅｃ ｅ ｋ ｄｉ ｅｄ ｓｇ ｆｈｅｅｅ ｔ ｃｐ ｗｅ ｕ ｓａｉｎ ａ ｄｔｅｓ ｏ ｉｃ ｉｃ ｒｅ ｔ ｈ ｕｄｔｕ ｅｃ ｃ ｌｔ ｅ ｔｒｎ ｆｒ ｔｒ， ｅ ｅａｒｘａ ａ ｌ ｈ ｕｄｂ ｈ ｃ ｅ ｎｔ ｅ ｉｎｏ ｌｃｒ ｏ ｒｓ ｂ ｔｔ ， ｔ ｎ ｈ ｔ ｉ ｏ ｎ ｈ ｈ ｒ ｃｒｕｔ ｕ ｒｎ ｏ ｌ ｈ ｓｂ ａ ｕａｅ ｔ ｓ ｌ ｄ
流 为 ２ｋ ５ Ａ却只配 ３ ０ｘ ４铜排 ，更有甚者高压断路器开 断电流 选用 ３ ．ｋ 而高压主母线 却配 ４ ５铜排。笔者 问为何如此 １ Ａ， ５ ０ｘ 配置 ，设计人 却说 只有 ２台 ５ ０ Ｖ ０ ｋ Ａ变压器 ，额定 电流 只有 ５ Ａ， ７ 有的是随笔所标。 下表格为高压断路器额定短路开断电流 值 （ Ａ） ｋ 与高压柜 主母线 的标准 配置 。表 １ 为高压断路器额定
收 稿 日期 ：０６ ０ — １ ２０ － ３ ２ 作者简介 ： 王永华 （ ９３ ， 高级工程师 ， １ ４ 一） 男， 原为安徽省建筑设计研 究
院副总工程师 （ 首任 电气总工 ） 历 任全 国建筑电气情报 网理 事， 国 ， 全 建筑物标准化装置委员会委 员， 国智能建 筑情报 网理 事， 全 安徽省智能 建筑 学会 副理 事长及学会供配 电专业委 员会 主任 委 员， 主持设 计大型 工程数 １ 项 ， ０ 在省 内外公开发表建筑 电气论文 １ 余篇 。 ０