绝缘导线的热稳定校验

现对《低压配电设计规范》GB50054-95的第4.2.2条的规定，谈谈我的意见。

第4.2.2条：绝缘导线的热稳定校验应符合下列规定：

一. 当短路持续时间不大于5s时，绝缘导体的热稳定应按下式进行校验：

S≥It0.5/K（4.2.2）

式中 S——绝缘导体的线芯截面（mm2）；

I——短路电流有效值（均方根值A）；

t——在已达到允许最高持续工作温度的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。

二.不同绝缘、不同线芯材料的K值，应符合表4.2.2的规定。

三.短路持续时间小于0.1s时，应计入短路电流非周期分量的影响；大于5s时应计入散热的影响。

在执行该条规定时，需注意下列问题：

1. 公式（4.

2.2）只适合短路持续时间不大于5s。

2. 短路电流I如何确定：

a) 相线的热稳定校验：

在220/380配电系统中，一般以三相短路电流为最大。两相短路电流在远离发电机处发生短路时仅为三相短路电流的0.866倍，只有在发电机出口处短路时两相短路电流可能达三相短路电流的1.5倍。因此，当短路点远离发电机时，校验相线的热稳定时I值采用三相短路电流值；在发电机出口处发生短路时I值采用两相短路电流。

b) 中性线（N）的热稳定校验：取相线对中性线的短路电流作为I值。

c) TN-C系统的PEN、TN-S系统的PE、TT系统的PE、IT系统的PE线热稳定校验：TN-C系统的PEN及TN-S系统的PE线的热稳定校验取相线对PEN或PE线的短路电流作为I值。

TT系统，考虑到某一设备发生中性线碰外壳接地，因中性线基本上为地电位，故障电流甚小，回路上的过电流保护以及RCD都无法动作，此故障作为第一次故障得以长期潜伏下来。但因中性线碰设备外壳与PE线导通，此TT系统实际已转变为TN系统。其后设备发生相线碰外壳时，PE线上流过的故障电流将和TN系统同样大，以金属导体为通路的金属性短路电流。因此TT系统的PE线的热稳定校验所采用的I值需考虑上述的要求。

IT系统，如果某一设备发生第一次接地故障后不能及时消除（例如遇到难以找到故障点和消除故障，或绝缘监测器失灵未发出报警信号等情况），其后其他设备发生第二次接地故障，则故障扩大为两相短路，这时PE线上将通过两相短路电流而非微量的接地电容电流。因此IT系统的PE线热稳定校验所采用的I值应为上述两相短路电流值。

国际电工标准非常重视电气事故的防范措施，在不少情况下需考虑发生两个故障引起的危险，上述即是两例。

d) 短路持续时间小于0.1S时短路电流中的非周期电流分量的发热将起到较显著作用。例如采用带限流作用的断路器，其全分断时间小于0.1s。此时需先按断路器无限流作用计算预期的短路电流值，然后根据制造厂所提供的“I2t——预期短路电流”特性曲线查找对应的I2t值。根据K2S2≥I2t来校验热稳定（该I2t中的I值，是包括非周期分量电流分量的均方根值）。

注：相——N短路电流及相——PE短路电流的如何计算，可参照《工业与民用配电设计手册》的相关内容。

3. 短路持续时间t如何确定：

a) 采用断路器的瞬时脱扣器作为短路保护时，t为断路器全分断时间（包括灭弧时间）——全分断时间可查断路器的样本或由断路器制造厂提供。

b) 采用断路器的短延时脱扣器作为短路保护时，t为短延时脱扣器的整定时间+断路器的全分断时间。

c) 采用熔断器作为短路保护电器时，先计算短路电流，然后根据熔断器的“电流——全分断时间”曲线查出相应的全分断时间，该时间即为t值。

4. 短路持续时间大于5s的问题：如果各级均采用断路器作为保护电器，除末级采用瞬时脱扣器外，其他的各级采用短延时脱扣器。上下级断路器的动作时限差一般为0.1~0.2s，最上一级的短延时整定时间要达到5s以上（估计从第一级至最末级的保护级数需达25~50级）工程设计中一般不可能这样做。如果真的出现这种情况，则应计入散热的影响（但是目前尚未找到相应考虑散热影响的计算公式）。

5. 计算短路电流时所如何考虑短路点的问题：

a) 高压电缆热稳定校验时，计算短路电流的短路点如何确定，如下（可参见《工业与民用配电设计手册》）：

不超过制造长度的单根电缆，短路发生在电缆的末端；有中间接头的电缆，短路发生在每一缩减电缆截面线段的首端，电缆段为等截面时，则短路发生在第二段电缆的首端，即第一个中间接头处；无中间接头的并列连接的电缆，短路发生在并列点后。

b) 低压电缆（绝缘导线）热稳定校验时，计算短路电流的短路点如何来确定。GB50054-95及JGJ16-2008规范中未明确说明。可参考《低压电气装置的设计安装和检验》（王厚余）第十章.第一节.（2）“被保护回路内任一点发生短路时，保护电器都能在被保护回路的导体温度上升到允许限值前的时间内切断电源。即在被保护的回路中从首端到末端发生短路时，均应能被保护。首端短路时短路电流为最大，根据王厚余老先生的意见是否可认为，当被保护回路导线是等截面的，计算短路电流的短路点可取回路的首端（因为首端短路时短路电流最大，当回路导线是等截面时，只要按该短路电流校验能通过热稳定，整个回路的导线均能满足热稳定的要求）。

上海戴经颐 2011.1.12