船舶配电板中汇流排动稳定、热稳定计算

1.1 AC380V 主汇流排的选择

AC380V 主汇流排型号选择为TMY-20mm ×3mm 。

1.2 AC380V 主汇流排长期发热允许电流选择

AC380V 主汇流排母线按长期发热允许电流选择，AC380V 主汇流排最大长期持续工作电流为115.5A 。

根据环境条件对导体额定值进行修正：环境温度影响散热条件， 40℃时的修正系数)K 0a1a1θθθθ--=，其中 a1θ为长期发热允许温度， θ为实际环境温度，裸导体的0θ=25℃，因此816.0)25704070)K 0a1a1=--=--=θθθθ ；

TMY-20mm ×3mm 规格汇流排的载流量Ia 为250A ，因此经过修正后主汇流排长期允许电流值：

Ia1=K ×Ia=0.816×250=204A ＞115.5A

因此，选择20mm ×3mm 规格铜排满足载流量的要求。

1.3 AC380V 主汇流排校验热稳定

根据CCS 钢制海船入级规范，第3.3.3.1条可知，汇流排的最大允许温升为45K （环境空气温度为45℃时）；

依据《GB 7251.1-2013 低压成套开关设备和控制设备》附录B 可知，短路电流引起热应力的情况下，保护导体截面积计算公式如下：

其中Sp 为导体的截面积，单位mm ²；

I 在阻抗可忽略的条件下，流过电器的故障电流值或短路电流值（方均根值），单位A ；

t 保护分断时间，单位s ；

依据《GB 50054-2011 低压配电设计规范》可知

)1(I )

20(20i

i f e n Q k θβθθρβ+-++= 其中e Q 为导体在20℃时的体积热容量，单位为[J/(℃·mm3)]；

β导体在0℃电阻率温度系数的倒数，单位为℃；

20ρ为导体在20℃的电阻率，单位为(Ω·mm)； i θ为导体初始温度，单位为℃；

f θ为导体最终温度，单位为℃。

其中i θ取90℃，f θ取300℃，β=234.5℃，e Q =3.45×10-3 J/(℃·mm2)，20ρ=17.241×10-6(Ω·m)

依据《GB 7251.1-2013 低压成套开关设备和控制设备》附录B 可知，短路电流引起热应力的情况下，能承载0.2~5s 热应力的保护导体截面积计算公式

，

其中，S 为导体的截面积，单位mm ²；

I--在阻抗可忽略的条件下，流过导体的故障电流值或短路电流值

（方均根值），单位A ；

t--保护分断时间，单位s ；

AC380V 主汇流排，在2.3kA 短时耐受电流下，如果持续时间1S （实际10ms ）的情况下，其中K 值取为159.6，计算得Sp=14.4，因此Sp ＜60，热应力符合设计要求。

1.4 AC380V 主汇流排校验动稳定

三相导体短路时最大电动力，是作用于三相短路时的中间一相导体上，数值为：（其中 ） 单位长度相间导体所受的相间电动力： 母线受到的最大弯矩： 母线受到的最大相间计算应力：

其中：L:同相上相邻两个绝缘子的中心距离(m)；（实测380mm ）；

a：相邻相间距(m)；（实测60mm）；

：短路电流在T/2周期冲击电流(A)；

短路电流在T/2周期分量有效值(A)；

：导体对垂直于作用力方向轴的抗弯截面系数；

于是，最大电动力：

单位长度所受的相间电动力：

母线受到的最大弯矩：

抗弯截面系数：

母线受到的最大相间计算应力：

查资料可知，导体材料硬铜的最大允许应力，硬铜，母线受到的最大相间计算应力＜；

由以上可知，该系统中的导体是动稳定的。