電纜允許短路電流的計(jì)算
輸電線路發(fā)生短路故障時(shí)，短路電流可達(dá)額定值的幾十倍或上百倍。 短路電流使線路的保護(hù)裝置迅速動(dòng)作，在幾秒或更短的時(shí)間內(nèi)使線路切 斷。
強(qiáng)大的短路電流在電纜導(dǎo)體通過(guò)時(shí)將產(chǎn)生很大的熱量，使導(dǎo)體的溫 度很快升高。但電纜的溫度不應(yīng)超過(guò)短時(shí)允許最高工作溫度。各種型式 電力電纜的短時(shí)允許最高工作溫度如表所示。有錫焊連接頭的電纜，一 般短時(shí)允許最高工作溫度不得超過(guò) l20℃ 。允許短路電流就是根據(jù)允許 短路溫升來(lái)計(jì)算的。
在計(jì)算時(shí)，由于短路時(shí)間很短，故可認(rèn)為線芯損耗產(chǎn)生的熱流全部消 耗于線芯導(dǎo)體溫度的升高，向絕緣層散發(fā)的熱量忽略不計(jì)。則有
wdi = QTcd8
式中 w 為短路電流單位時(shí)間產(chǎn)生的線芯損耗；QTc為單位長(zhǎng)度線芯的熱
。
據(jù)第四章第一節(jié)，20℃下的導(dǎo)體交流電阻
故導(dǎo)體交流電阻
則有
R20 = (1 + ys + yp )
R = R20〔1 + a(θ- 20。)〕
W = Isc2R20〔1 + a(8- 20)〕
式中，Isc ——— 短路電流；
8——— 線芯在短路期間的溫度，可取最高允許短路溫度。 若 1 為短路時(shí)間，則
Isc2R20〔1 + a(8- 20o)〕d1 = 0Tcd8
d8 Isc2R20
1 + a(8- 20o) = 0Tc d 1
并據(jù)初始條件 1 = 0 時(shí) θ= θa 得
Isc = { ln }1/2
工程上往往希望問(wèn)題簡(jiǎn)化一些，僅確定短路電流的穩(wěn)態(tài)值即可。
設(shè) Isc 為短路電流，1s 為短路時(shí)間(儲(chǔ)備保護(hù)時(shí)間)。因 Isc 為脈沖變 量，為時(shí)間的函數(shù)，故 1s 時(shí)間內(nèi)短路電流產(chǎn)生的總損耗為
j01s Isc2Rd1
這部分熱量一部分為導(dǎo)電線芯所吸收，致使導(dǎo)體溫度升高，另一部分
散入絕緣層。設(shè)線芯吸收的總熱量的百分比為 β，
則
βj01s + 80 ≤8sc
式中，R 為單位長(zhǎng)電纜線芯電阻；80 為短路前溫度；8sc 為允許短路最高溫 度。
若 Isc 從短路開(kāi)始的最大有效值為 IH，按直線規(guī)律下降，在 1s 秒內(nèi)達(dá) 到短路的穩(wěn)態(tài)值 IK。故有
IH - IK
Isc = IH - 1
3 0Tc + 80 ≤8sc
式中，1s 可取線路儲(chǔ)備保護(hù)時(shí)間，當(dāng) 1s =2s 時(shí)，β=0 . 82 ~ 0 . 93；1s =6s 時(shí)，β =0 . 74 ~ 0 . 84，可令 IH = IK，故據(jù)式求得短路電流的穩(wěn)態(tài)值。
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