【精品實用】電氣一次部分設計指導書

電氣 一次部分設計指導書 河北工程技術高等?？茖W校電氣工程系 供用電技術教研室 一、短路電流計算 （一）短路電流計算條件 為使所選電氣設備具有足夠的可靠性、經濟性和合理性，并在一定時期內適應電力系統(tǒng)發(fā)展的需要，作校驗用的短路電流應按下列條件確定。 （ 1）容量和接線按本工程設計最終容量計算，并考慮電力系統(tǒng)遠景發(fā)展規(guī)劃（一般為本工程建成后 5 10年）：其接線應采用可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式 ，但不考慮在切換過程中可能短時并列的接線方式。 （如 切換廠用變壓器時 的并列 ） 。 （ 2）短路種類一般按三相短路驗算 ， 若 其他種類短路 較 三 相 短路 嚴重時 ， 即應按最嚴重的情況驗算。 （ 3）計算短路點選擇通過電器的短路電流為最大的那些點為短路計算點。 （二）短路電流計算方法 短路電流計算方法參見電力系統(tǒng)故障一書 ， 在本設計中 ， 電力系統(tǒng)可看作是無窮大系統(tǒng)。 （三）短路計算時間 當短路持續(xù)時間大于 ， 校驗熱穩(wěn)定的等值計算時間 即 而 中 斷路器全開斷時間； 后備保護動作時間； 斷路器固有分閘時間 ， 可查附表 15； 斷路器開斷時電弧持續(xù)時間 ， 對少泊斷路器為 對 當短路持續(xù)時間小于 ， 校驗熱穩(wěn)定的等值計算時間還要計及短路電流非周期分量的影響 ， 參見 教材 第六章。開斷電器應能在最嚴重的情況下開斷短路電流 ， 考慮到主保護拒動等原因 ， 按最不利情況 ， 取后備保護的動作 時間。一般建議 小于下列數據 ： 3302s； 2203s； 6 1104s。 二、高壓電氣設備選擇的一般條件 電氣設備選擇是發(fā)電廠 和變電所設計的主要內容之一，在選擇時應根據實際工作特點，按照 有關設計規(guī)范的規(guī)定，在保證供配電安全可靠的前提下，力爭做到技術先進，經濟合理。為了保障高壓電氣設備的可靠運行 ， 高壓電氣設備選擇與校驗的一般條件 ， 按正常工作條件包括 ： 電壓、電流、頻率、開斷電流等選擇 ； 按短路條件包括動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定校驗 ； 按環(huán)境工作條件如溫度、濕度、海拔等選擇。 由于各種高壓電氣設備具有不同的 性能特點 ， 選擇與校驗條件不盡相同 ， 高壓電氣設備的選擇與校驗項目見表 1。 表 1 高壓電氣設備的選擇與校驗項目 電氣設 備名稱 額定 電壓 額定 電流 開斷 能力 短路電流校驗 環(huán)境 條件 其它 動穩(wěn)定 熱穩(wěn)定 斷 路 器 操作性能 負 荷 開 關 操作性能 隔 離 開 關 操作性能 熔 斷 器 上、下級間配合 電流互感器 電壓互感器 二次負荷、準確等級 支 柱絕緣字 二次負荷、準確等級 穿墻套管 母 線 電 纜 注 ： 表中 為選擇項目 ， 為校驗項目。 （一） 按正常工作條件選擇高壓電氣設備 1. 額定電壓和最高工作電壓 高壓電氣設備所在電網的運行電壓因調壓或負荷的變化 ， 常高于電網的額定電壓 ， 故所選電氣設備允許最高工作電壓 般電氣設備允許 的最高工作電壓可達 而實際電網的最高運行電壓 此在選擇電氣設備時 ， 一般可按照電氣設備的額定電壓的額定電壓條件選擇 ，即 2. 額定電流 電氣設備的額定電流 指在額定環(huán)境溫度下，電氣設備的長期允許通過電流。不小于該回路在各種合理運行方式下的最大持續(xù)工作電流 計算時有以下幾個應注意的問 題： （ 1）由于發(fā)電機、調相機和變壓器在電壓降低 5%時，出力保持不變，故其相應回路的 相機或變壓器的額定電流的 （ 2）若變壓器有過負荷運行可能時， 2倍變壓器額定電流）； （ 3）母聯(lián)斷路器回路一般可取母線上最大一臺發(fā)電機或變壓器的 （ 4）出線回路的 括線路損耗）外，還應考慮事故時由其它回路轉移過來的負荷。 此外，還應按電氣設備的裝置地點、使用條件、檢修和運行等要求，對電氣設備進行種類 (屋內或屋外 )和型式 的選擇。 （二）按環(huán)境工作條件校驗 在選擇電氣設備時，還應考慮電氣設備安裝地點的環(huán)境 （ 尤須注意小環(huán)境 ） 條件，當氣溫、風速、溫度、污穢等級、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等環(huán)境條件超過一般電氣設備使用條件時，應采取措施。例如 ： 當地區(qū)海拔超過制造部門的規(guī)定值時，由于大氣壓力、空氣密度和濕度相應減少，使空氣間隙和外絕緣的放電特性下降，一般當海拔在 10003500m 范圍內，若海拔比廠家規(guī)定值每升高 電氣設備允許最高工作電壓要下降 1%。當最高工作電壓不能滿足要求時，應采用高原型電氣設備，或采用外絕緣提高一級 的產品。對于 110以下電氣設備，由于外絕緣裕度較大，可在海拔 2000m 以下使用。 當污穢等級超過使用規(guī)定時，可選用有利于防污的電瓷產品，當經濟上合理時可采用屋內配電裝置。當周圍環(huán)境溫度 0 和電氣設備額定環(huán)境溫度不等時，其長期允許工作電流應乘以修正系數 K，即 m a a x （ ） 我國目前生產的電氣設備使用的額定環(huán)境溫度 N=40。如周圍環(huán)境溫度 0高于40 (但低于 60 )時，其允許電流一般可按每增高 1，額定電流減少 行修正，當環(huán)境溫度低于 40時，環(huán)境溫度每降低 1，額定電流可增加 但其最大電流不得超過額定電流的 20%。 應該指出，式（ ）也適用于求導體的在實際環(huán)境溫度下的長期允許工作電流，此時公式中的 5。 （三）按短路條件校驗 1. 短路熱穩(wěn)定校驗 短路電流通過電氣設備時，電氣設備各部件溫度 （ 或發(fā)熱效應 ） 應不超過允許值。滿足熱穩(wěn)定的條件為 I 2 式中 由生產廠給出的電氣設備在時間 t 秒內的熱穩(wěn)定電流； I 短路穩(wěn)態(tài)電流值； t 與 對應的時間； 短路電流熱效應等值計算時間。 2. 電動力穩(wěn)定校驗 電動力穩(wěn)定是電氣設備承受短路電流機械效應的能力，也稱動穩(wěn)定。滿足動穩(wěn)定的條件為 或 式中 短路 沖擊電流幅值及其有效值； 電氣設備允許通過的動穩(wěn)定電流的幅值及其有效值。 下列幾種情況可不校驗熱穩(wěn)定或動穩(wěn)定： （ 1） 用熔斷器保護的電器，其熱穩(wěn)定由熔斷時間保證，故可不校驗熱穩(wěn)定。 （ 2） 采用限流熔斷器保護的設備，可不校驗動穩(wěn)定。 （ 3） 裝設在電壓互感器回路中的裸導體和電氣設備可不校驗動、熱穩(wěn)定。 （三）高壓斷路器、隔離開關、重合器和分段器的選擇 （一）高壓斷路器的選擇 高壓斷路器選擇及校驗條件除額定電壓、額定電流、熱穩(wěn)定、動穩(wěn)定校驗外，還應注意以下幾點： 斷路器種類和型式的 選擇 高壓斷路器應根據斷路器安裝地點、環(huán)境和使用條件等要求選擇其種類和型式。由于少油斷路器制造簡單、價格便宜、維護工作量較少，故在 3220統(tǒng)中應用較廣，但近年來，真空斷路器在 35以下電力系統(tǒng)中得到了廣泛應用，有取代油斷路器的趨勢。 路器也已在向中壓 1035展，并在城鄉(xiāng)電網建設和改造中獲得了應用。 高壓斷路器的操動機構，大多數是由制造廠配套供應，僅部分少油斷路器有電磁式、彈簧式或液壓式等幾種型式的操動機構可供選擇。一般電磁式操動機構需配專用的直流合閘電源，但其結構簡單可靠；彈簧式結 構比較復雜，調整要求較高；液壓操動機構加工精度要求較高。操動機構的型式，可根據安裝調試方便和運行可靠性進行選擇。 額定開斷電流選擇 在額定電壓下，斷路器能保證正常開斷的最大短路電流稱為額定開斷電流。高壓斷路器的額定開斷電流 應小于實際開斷瞬間的短路電流周期分量 當斷路器的 系統(tǒng)短路電流大很多時，為了簡化計算，也可用次暫態(tài)電流 I進行選擇即 我國生產的高壓斷路器在做型式試驗時，僅計入了 20%的非周期分量。一般中、慢速斷路器，由于開斷時間較長 (短路電流非周期分量衰減較多，能滿足國家標準規(guī)定的非周期分量不超過周期分量幅值 20%的要求。使用快速保護和高速斷路器時，其開斷時間小于 在電源附近短路時，短路電流的非周期分量可能超過周期分量的 20%，因此需要進行驗算。短路全電流的計算方法可參考有關手冊，如計算結果非周期分量超過 20%以上時，訂貨時應向制造部門提出要求。 裝有自動重合閘裝置 的斷路器，當操作循環(huán)符合廠家規(guī)定時，其額定開斷電流不變。 3. 短路關合電流的選擇 在斷路器合閘之前，若線路上已存在短路故障，則在斷路器合閘過程中，動、靜觸頭間在未接觸時即有巨大的短路電流通過 （ 預擊穿 ） ，更容易發(fā)生觸頭熔焊和遭受電動力的損壞。且斷路器在關合短路電流時，不可避免地在接通后又自動跳閘，此時還要求能夠切斷短路電流，因此，額定關合電流是斷路器的重要參數之一。為了保證斷路器在關合短路時的安全，斷路器的額定關合電流 即 （二） 隔離開關的選擇 隔離開關選擇及校驗條件除額定電壓、額定電流、熱穩(wěn)定、動穩(wěn)定校驗外，還應注意其種類和形式的選擇，尤其屋外式隔離開關的型式較多，對配電裝置的布置和占地面積影響很大，因此其型式應根據配電裝置特點和要求以及技術經濟條件來確定。表 2 為隔離開關選型參考表。 表 2 隔離開關選型參考表 使用場合 特 點 參 考 型 號 屋 內 屋內配電裝置成套高壓開關柜 三級， 10下 電機回路、 大電流回路 單極，大電流 300013000A 級， 15200600A 級， 10電流 20003000A 極， 插入式結構，帶封閉罩 20 大電流 1000013000A 外 220以下各型配電裝置 雙柱式， 220以下 型、 硬母線布置 V 型， 35110母線布置 單柱式， 220500 0以上中型配電裝置 三柱式， 220500 三）重合器和分段器的選擇 重合器的選擇 選用重合器時，要使其額定參數滿足安裝地點的系統(tǒng)條件，具體要求有： （）額定電壓 重合器的額定電壓應等于或大于安裝地點的系統(tǒng)最高運行電壓。 （）額定電流 重合器的額定電流應大于安裝地點的預期長遠的最大負荷電流。除此，還應注意重合器的額定電流是否滿足觸頭載流、溫升等因素而確定的參數。為滿足保護配合要求，還應選擇好串聯(lián)線圈和電流互感器的額定電流。通常，選擇重合器額定電流時留有較大的裕度。選擇串聯(lián)線圈時應以實際 預期負荷為準。 （）確定安裝地點最大故障電流 重合器的額定短路開斷電流應大于安裝地點的長遠規(guī)劃最大故障電流。 （）確定保護區(qū)域未端最小故障電流 重合器的最小分閘電流應小于保護區(qū)段最小故障電流。對液壓控制重合器，這主要涉及選擇串聯(lián)線圈額定電流問題 ： 電流裕度大時，可適應負荷的增加并可避免對涌流過于敏感 ;而電流裕度小時，可對小故障電流反應敏感。有時，可將重合器保護區(qū)域的末端直接選在故障電流至少為重合器最小分閘電流的 處，以保證滿足該項要求。 （ 5）與線路其他保護設備配合 這主要是比較重合器的 電流 時間特性曲線，操作順序和復歸時間等特性，與線路上其他重合器、分段器、熔斷器的保護配合，以保證在重合器后備保護動作或在其他線路元件發(fā)生損壞之前，重合器能夠及時分斷。 2. 分段器的選擇 選用分段器時，應注意以下問題 ： （ 1）啟動電流 分段器的額定啟動電流應為后備保護開關最小分閘電流的 80%。當液壓控制分段器與液壓控制重合器配合使用時，分段器與重合器選用相同額定電流的串聯(lián)線圈即可。因為液壓分段器的啟動電流為其串聯(lián)線圈額定電流的 ，而液壓重合器的最小分閘電流為其串聯(lián)線圈額定電流的 2 倍。 電子控制分段器 的啟動電流可根據其額定電流直接整定，但必須滿足上述 80%原則。電子重合器整定值為實際動作值，應考慮配合要求。 （ 2）記錄次數 分段器的計數次數應比后備保護開關的重合次數少一次。當數臺分段器串聯(lián)使用時，負荷側分段器應依次比其電源側分段器的計數次數少一次。在這種情況下，液壓分段器通常不用降低其啟動電流值的方法來達到各串聯(lián)分段器之間的配合，而是采用不同的計數次數來實現，以免因網絡中涌流造成分段器誤動。 （ 3）記憶時間 必須保證分段器的記憶時間大于后備保護開關動作的總累積時間，否則分段器可能部分地 忘記 故障 開斷的分閘次數，導致后備保護開關多次不必要的分閘或分段器與前級保護都進入閉鎖狀態(tài)，使分段器起不到應有的作用。 液壓控制分段器的記憶時間不可調節(jié)，它由分閘活塞的復位快慢所決定。復位快慢又與液壓機構中油粘度有關。 四、 互感器的選擇 （一） 電流互感器的選擇 1. 電流互感器一次回路額定電壓和電流選擇 電流互感器一次回路額定電壓和電流選擇應滿足： 式中 電流互感器一次額定電壓和電流。 為了確保所供儀表的準確度，互感器的一次側額定電流應盡可能與最大工作電流接近。 2. 二次額定電流的選擇 電流互感器二次額定電流有 5般強電系統(tǒng)用 5A， 弱電系統(tǒng)用 1A。 3. 電流互感器種類和型式的選擇 在選擇互感器時，應根據安裝地點 (如屋內、屋外 )和安裝方式 (如穿墻式、支持式、裝入式等 )選擇相適應的類別和型式。選用母線型電流互感器時，應注意校核窗口尺寸。 4. 電流互感器準確級的選擇 為保證測量儀表的準確度，互感器的準確級不得低于所供測量儀表的準確級。例如 :裝于重要回路 (如發(fā)電機、調相機、變壓器、廠用饋線、出線等 )中的電能表和計費的電能表一般采用 1 級表，相應的互感器的準確級不應低于 ， 對測量精度要求較高的大容量發(fā)電機、變壓器、系統(tǒng)干線和 500運行監(jiān)視、估算電能的電能表和控制盤上儀表一般皆用 1 的，相應的電流互感器應為 1 級。供只需估計電參數儀表的互感器可用 3 級的。當所供儀表要求不同準確級時，應按相應 最高級別來確定電流互感器的準確級。 二次容量或二次負載的校驗 為了保證互感器的準確級，互感器二次側所接實際負載 所消耗的實際容量荷 關手冊 查到），即 2l 或 式中 電流互感器二次回路中所接儀表內阻的總和與所接繼電器內 阻的總和，可由產品樣本或 有關手冊 中查得； 電流互感器二次聯(lián)接導線的電阻； 電流互感器二次連線的接觸電阻，一般取為 整理得： 22 22 )( 因為 A=以 A)( 2 （ 2） 式中 A ， 電流互感器二次回路連接導線截面積（ 計算長度（ 按規(guī)程要求聯(lián)接導線應采用不得小于 1.5 銅線，實際工作中常取 截面選定之后，即可計算出聯(lián)接導線的電阻 時也可先初選電流互感器，在已知其二次側連接的儀表及繼電器型號的情況下，利用式（ 11）確定連接導線的截面積。但須指出，只用一只電流互感器時電阻的計算長度應取連接長度 2 倍，如用三只電流互感器接成完全星形接線時，由于中線電流近于零，則只取連接長度為電阻的計算長度。若用兩只電流互感器接成不完全星形結線時 ，其二次公用線中的電流為兩相電流之向量和，其值與相電流相等，但相位差為 60，故應取連接長度的 3倍為電阻的計算長度。 6. 熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗 （ 1）電流互感器的熱穩(wěn)定校驗只對本身帶有一次回路導體的電流互感器進行。電流互感器熱穩(wěn)定能力常以 1s 允許通過的一次額定電流 倍數 熱穩(wěn)定應按下式校驗 ( I 2 式中 由生產廠給出的電流互感器的熱穩(wěn)定倍數及一次側額定電流； I ， 短路穩(wěn)態(tài)電流值及熱效應等值計算時間。 （ 2） 電流互感器內部動穩(wěn)定能力，常以允許通過的一次額定電流最大值的倍數動穩(wěn)定電流倍數表示，故內部動穩(wěn)定可用下式校驗 2 式中 由生產廠給出的電流互感器的動穩(wěn)定倍數及一次側額定電流； 故障時可能通過電流互感器的最大三相短路電流沖擊值。 由于鄰相之間電流的相互作用，使電流互感器絕緣瓷帽上受到外力的作用，因此，對于瓷絕緣型電流 互感器應校驗瓷套管的機械強度。瓷套上的作用力可由一般電動力公式計算，故外部動穩(wěn)定應滿足 10) 式中 作用于電流互感器瓷帽端部的允許力； 電流互感器出線端至最近一個母線支柱絕緣子之間的跨距。 系數 示互感器瓷套端部承受該跨上電動力的一半。 （二）電壓互感器的選擇 1. 電壓互感器一次回路額定電壓選擇 為了確保電壓互感器安全和在規(guī)定的準確級下運行， 電壓互感器一次繞組所接電力網電壓應在（ 圍內變動，即滿足下列條件 式中 電壓互感器一次側額定電壓。 選擇時，滿足 可。 2. 電壓互感器二次側額定電壓的選擇 電壓互感器二次側額定線間電壓為 100V，要和所接用的儀表或繼電器相適應。 3. 電壓互感器種類和型式的選擇 電壓互感器的種類和型式應根據裝設地點和使用條件進行選擇，例如 :在 635一般采用油浸式或澆注式； 110220電裝置通常采用串級式電磁式電壓互感器； 220其以上配電裝置，當容量和準確級滿足要求時，也可采用電容式電壓互感器。 4. 準確級選擇 和電流互感器一樣，供功率測量、電能測量以及功率方向保護用的電壓互感器應選擇 或 1 級的，只供估計被測值的儀表和一般電壓繼電器的選用 3 級電壓互感器為宜。 5. 按準確級和額定二次容量選擇 首先根據儀表和繼電器接線要求選擇電壓互感器接線方式，并盡可能將負荷均勻分布在各相上，然后計算各相負荷大小，按照所接儀表的準確級和容量選擇 互感器的準確級額定容量。有關電壓互感器準確級的選擇原則，可參照電流互感器準確級選擇。一般 供功率測量、電能測量以及功率方向保護用的電壓互感器應選擇 或 1 級的，只供估計被測值的儀表和一般電壓繼電器的選用 3 級電壓互感器為宜。 電壓互感器的額定二次容量（對應于所要求的準確級） 不小于電壓互感器的二次負荷 （ 3） 20202020 )()()s i n()c o s( 式中 各儀表的視在功率、有功功率和無功功率； 各儀表的功率因數。 如果 各儀表和繼電器的功率因數相近，或為了簡化計算起見，也可以將各儀表和繼電器的視在功率直接相加，得出大于 近似值，它若不超過 實際值更能滿足式 （） 的要求。 由于電壓互感器三相負荷常不相等，為了滿足準確級要求，通常以最大相負荷進行比較。 計算電壓互感器各相的負荷時，必須注意互感器和負荷的接線方式。表 3 列出電壓互感器和負荷接線方式不一致時每相負荷的計算公式。 表 3 電壓互感器二次繞組負荷計算公式 五、 高壓熔斷器的選擇 高壓熔斷器按額定電壓、額定電流、開斷電流和選擇性等項來選擇和校 驗。 1. 額定電壓選擇 對于一般的高壓熔斷器，其額定電壓 是對于充填石英砂有限流作用的熔斷器，則不宜使用在低于熔斷器額定電壓的電網 中，這是因為限流式熔斷器滅弧能力很強，在短路電流達到最大值之前就將電流截斷，致使熔體熔斷時因截流而產生過電壓，其過電壓倍數與電路參數及熔體長度有關，一般在 電壓倍數約 2 ，不會超過電網中電氣設備的絕緣水平，但如在 熔體較長，過電壓值可達 4倍相電壓，可能損害電網中的電氣設備。 2. 額定電流選擇 熔斷器的額定電流選擇，包括熔管的額定電流和熔體的額定電流的選擇。 （ 1） 熔管額定電流的選擇 為了保證熔斷器載流及接觸部分不致過熱和損壞，高壓熔斷器的熔管額定電流應滿足式（ ）的要求，即 （ ） 式中 熔管的額定電流 ； 熔體的額定電流 。 3. 熔體額定電流選擇 為了防止熔體在通過變壓器勵磁涌流和保護范圍以外的短路及電動機自啟動等沖擊電流時誤動作，保 護 35以下電力變壓器的高壓熔斷器，其熔體的額定電流可按式 (13)選擇，即 式中 K 可靠系數 (不計電動機自啟動時 K=慮電動機自啟動時K= 用于保護電力電容器的高壓熔斷器的熔體，當系統(tǒng)電壓升高或波形畸變引起回路電流增大或運行過程中產生涌流時不應誤熔斷，其熔體按式 ( )選擇，即 ( ) 式中 對限流式高壓熔斷器，當一臺電力電容器時 K=一組電力電容器時 K= 4. 熔斷器開斷電流校驗 I) （） 式中 熔斷器的額定開斷電流 對于沒有限流作用的熔斷器，選擇時用沖擊電流的有效值 行校驗；對于有限流作用的熔斷器，在電流達最大值之前已截斷，故可不計非周期分 量影響，而采用I進行校驗。 5. 熔斷器選擇性校驗 為了保證前后兩級熔斷器之間或熔斷器與電源 (或負荷 )保護裝置之間動作的選擇性，應進行熔體選擇性校驗。各種型號熔斷器的熔體熔斷時間可由制造廠提供的安秒特性曲線上查出。如所示，為兩個不同熔體的安秒特性曲線（ 同一電流同時通過此二熔體時，熔體 1先熔斷。所以，為了保證動作的選擇性，前一級熔體應采用熔體 1，后一級熔體應采用熔體 2。 圖 1 熔體的安秒（保護）特性曲線 1 熔體 1 的特性曲線； 2 熔體 2 的特性曲線 對于保護電壓互感器用的高壓熔斷器，只需按額定電壓及斷流容量兩項來選擇。 六、支柱絕緣子和穿墻套管的選擇 支柱絕緣子的作用是支撐母線，穿墻套管的作用是為了保證母線穿墻時絕緣。 支柱絕緣子和穿墻套管的選擇和校驗項目見表 。 表 支持絕緣子與穿墻套管的選擇及其校驗項目 項目 額定電壓 額定電流 熱穩(wěn)定 動穩(wěn)定 支持絕緣子 I) 穿墻套管 I2柱絕緣子及穿墻套管的動穩(wěn)定性應滿足式（ ）的要求： （ ） 式中 支柱絕緣子或穿墻套管的允許荷重； 加于支柱絕緣子或穿墻套管上的最大計算力。 60%考慮，即 (N) 最嚴重短路情況下作用于支柱絕緣子或穿墻套管上的最大電動力，由于母線電動力是作用在母線截面中心線上，而支持絕緣子的抗彎破壞荷重是按作用在絕 緣子帽上給出的，如 所示，二者力臂不等，短路時作用于絕緣子帽上的最大計算力為： (N) 式中 最嚴重短路情況下作用于母線上的最大電動力； 支柱絕緣子高度 ( H 從絕緣子底部至母線水平中心線的高度（ b 一母線支持片的厚度，一般豎放矩形母線 b=18平放矩形母線 b=12 布置在同一平面內的三相母線 (如圖 3 所示 )，在發(fā)生短路時，支持絕緣子所受的力為 2 10 a 母線間距（ m） 。 計算跨距（ m）。對母線中間的支持絕緣子， 相鄰跨距之和的一半。對母線端頭的支持絕緣子， 相鄰跨距的一半，對穿墻套管，則取套管長度與相鄰跨距之和的一半。 七、母線和電纜的選擇 （一）母線的選擇與校驗 母線一般按母線材料、類型和布置方式 ； 導體截面 ;熱穩(wěn)定 ； 動穩(wěn)定等項進行選擇和校驗；對于 110對重要回路的母線還要進行共振頻率的校驗 。本節(jié)僅對前四項加以介紹。 1. 母線材料、類型和布置方式 （ 1）配電裝置的母線常用導體材料有銅、鋁和鋼。銅的電阻率低，機械強度大，抗腐蝕性能好，是首選的母線材料。但是銅在工業(yè)和國防上的用途廣泛，還因儲量不多，價格較貴，所以一般情況下，盡可能以鋁代銅，只有在大電流裝置及有腐蝕性氣體的屋外配電裝置中，才考慮用銅作為母線材料。 （ 2）常用的硬母線截面有矩形、槽形和管形。矩形母線常用于 35流在 4000避免集膚效應系數過大，單條矩形截面積最大不超過 1250工作電流超過 最大截面單條母線允許電流時，可用幾條矩形母線并列使用，但一般避免采用 4條及以上矩形母線并列。 槽形母線機械強度好，載流量較大，集膚效應系數也較小，一般用于 4000 8000形母線集膚效應系數小，機械強度高，管內還可通風和通水冷卻，因此，可用于 8000A 以上的大電流母線。另外，由于圓形表面光滑，電暈放電電壓高，因此可用于 110以上配電裝置。 2. 母線截面的選擇 除配電裝置的匯流母線及較短導體 (20按最大長期工作電流選擇截面外，其余導體的截面一般按經濟密度選擇。 （ 1）按最大 長期工作電流選擇 母線長期發(fā)熱的允許電流 不小于所在回路的最大長期工作電流 （） 式中 環(huán)境溫度和導體連接方式等有關。 （ 2）按經濟電流密度選擇 按經濟電流密度選擇母線截面可使年綜合費用最低，年綜合費用包括電流通過導體所產生的年電能損耗費、導體投資和折舊費、利息等。從降低電能損耗角度看，母線截面越大越好， 而從降低投資、折舊費和利息的角度，則希望截面越小越好。綜合這些因素，使年綜合費用最小時所對應的母線截面稱為母線的經濟截面，對應的電流密度稱為經濟電流密度。表 5為我國目前仍然沿用的經濟電流密度值。 表 5 經濟電流密度值 導體材料 最大負荷利用小時數 h) 3000以下 3000 5000 5000以上 裸銅導線和母線 鋁導線和母線（鋼芯） 芯電纜 芯電纜 線 經濟電流密度選擇母線截面按下式計算 ( ) 式中 通過導體的最大工作電流 經濟電流密度 在選擇母線截面時，應盡量接近按式 ( )計算所得到的截面，當無合適規(guī)格的導體時，為節(jié)約投資，允許選擇小于經濟截面的導體。并要求同時滿足式（）的要求。 3. 母線熱穩(wěn)定校驗 按正常電流及經濟電流密度選出母線截面后，還應按熱穩(wěn)定校驗。按熱穩(wěn)定要求的導體最小截面為 m I 短路電流穩(wěn)態(tài)值 （ A） 集膚效應系數，對于矩形母線截面在 100 熱穩(wěn)定計算時間 熱穩(wěn)定系數 線的 所示。 表 6 導體材料短時發(fā)熱最高允許溫度（和熱穩(wěn)定系數 C 導體種類和材料 0C ) C 鋁 鋼（不和 電器直接連接時） 鋼（和電器直接連接時） 芯， 10鋁芯， 1020 3560 330芯 鋁芯 包括第 5項） 320 220 420 320 250 200 175 150 150 120 230 200 150 175 95 70 63 165 95 4. 母線的動穩(wěn)定校驗 各種形狀的母線通常都安裝在支持絕緣子上，當沖擊電流通過母線時，電動力將使母線產生彎曲應力， 因此必須校驗母線的動穩(wěn)定性。 安裝在同一平面內的三相母線，其中間相受力最大，即 10) 式中 母線形狀系數，當母線相間距離遠大于母線截面周長時， 1。其他情況可由有關手冊查得。 l 母線跨距 (m) a 母 線相間距 (m) 母線通常每隔一定距離由絕緣瓷瓶自由支撐著。因此當母線受電動力作用時，可以將母線看成一個多跨距載荷均勻分布的梁，當跨距段在兩段以上時，其最大彎曲力矩為 10若只有兩段跨距時，則 8式中 一個跨距長度母線所受的電動力（ N）。 母線材料在彎曲時最大相間計算應力為 式中 稱抗彎矩（ 其值與母線截面形狀及布置方式有關，對常遇到的幾種情況的計算式列于圖 4中。 要想保證母線不致彎曲變形而遭到破壞，必須使母線的計算應力不超過母線的允許應力，即母線的動穩(wěn)定性校驗條件為 式中 母線材料的允許應力。 對硬鋁母線民69硬銅母線137 如果在校驗時， ，則必須采取措施減小母線的計算應力 ，具體措施有：將母線由豎放改為平放；放大母線截面，但會使投資增加；限制短路電流值能使大減小，但須增設電抗器；增大相間距離 a；減小母線跨距 l 的尺寸，此時可以根據母線材料最大允許應力來確定絕緣瓷瓶之間最大允許跨距，即 1m 式中 單位長度母線上所受的電動力（ N/m） 。 當矩形母線水平放置時，為避免導體因自重而過分彎曲，所選取的跨距一般不超過 m?？紤]到絕緣子支座及引下線安裝方便，常選取絕緣子跨距等于配電裝置間隔的寬度。 （二）電纜的 選擇與校驗 電纜的基本結構包括導電芯、絕緣層、鉛包（或鋁包）和保護層幾個部分。供配電系統(tǒng)中常用的電力電纜，按其纜芯材料分為銅芯和鋁芯兩大類。按其采用的絕緣介質分油浸紙絕緣和塑料絕緣兩大類。 電纜制造成本高，投資大，但是具有運行可靠、不易受外界影響、不需架設電桿、不占地面、不礙觀瞻等優(yōu)點。 電力電纜是根據其結構類型、電壓等級和經濟電流密度來選擇，并須校驗以其最大長期工作電流、正常運行情況下的電壓損失以及短路時的熱穩(wěn)定進行。短路時的動穩(wěn)定可以不必校驗。 1. 按結構類型選擇電纜（即選擇電纜的型號） 根據電纜的用 途、電纜敷設的方法和場所，選擇電纜的芯數、芯線的材料、絕緣的種類、保護層的結構以及電纜的其它特征，最后確定電纜的型號。常用的電力電纜有油浸紙絕緣電纜、塑料絕緣電纜和橡膠電纜等。隨著電纜工業(yè)的發(fā)展，塑料電纜發(fā)展很快，其中交聯(lián)聚乙烯電纜，