2018国家电网考试备考资料：电气类名词解释三

 短路电流的原因、后果

造成短路的主要原因是电气设备载流部分的绝缘被损坏。引起绝缘损坏的原因有:各种形式的过电压,如直接遭受雷击等;绝缘材料的自然老化和污损、运行人员维护不周及直接的机械损伤等。

电力系统其他一些故障也可能直接导致短路,如输电线路断线和倒杆事故、运行人员不遵守操作技术规程和安全规程而造成错误操作、鸟和小动物等跨接裸导体等,都可能造成短路。电力系统发生短路时所产生的基本现象是短路回路的电流急剧增大,此电流称为短路电流。短路电流可能达到正常工作电流的几倍到几十倍,甚至更大,绝对值可达到几万甚至几十万安。短路电流基本上是感性电流,其将产生去磁性的电枢反应,使发电机的端电压下降,同时短路电流通过线路等设备时还增大了电压损失,因而在电流增大的同时系统电压将大幅度下降。

短路时的上述基本现象将引起下列严重后果:

(1)短路时往往会有电弧产生,它可能烧坏故障元件本身。

(2)巨大的短路电流通过导体时,一方面会造成导体过热甚至熔化,以及使绝缘体损坏;另一方面,还将产生很大的电动力作用于导体,使导体和设备变形或损坏。

(3)短路时系统电压将大幅度下降,特别是靠近短路点处电压降低很多,可能影响部分或全部用户的供电。

(4)电力系统中短路时,系统功率分布的突然变化和电压的严重下降,可能破坏各种电厂并联工作的稳定性,使整个系统被解列为几个异步运行的部分。这时某些发电机可能过负荷,因此必须切除部分用户。短路时电压下降得越大,持续时间越长,破坏整个系统稳定运行的可能性越大。

导体和绝缘子的选择

(一)导体的选择

1.母线的选择

(1)形式的选择。

常用的母线材料有铜和铝。铜的电阻率低,耐腐蚀,机械强度大,是性能良好的导电材料,

但价格贵,所以铜母线多用在工作电流大、位置狭窄的发电机、变压器出线处或对铝有严重腐

蚀的场所。铝的价格低,使用普遍。一般屋外配电装置使用钢芯铝绞线或硬铝管形母线;屋内配电装置均使用硬母线,其截面

有矩形、槽形和管形。矩形母线散热较好,有一定机械强度,方便安装,广泛使用于4000A以下的配电装置中。为减小集肤效应,单条矩形母线的截面不超过1250mm2。槽形母线机械强度较好,载流量较大,集肤效应较小,一般用于4000~8000A的配电装置中。管形母线集肤效应系数小、机械强度较高,管内可通水或通风冷却,而且圆管表面曲率较小、均匀,故电晕放电电压高,因而常用于8000A以上的大电流和110kV及以上的高电压配电装置中。

(2)母线截面的选择。

对于汇流主母线和较短母线,只按母线长期发热允许电流来选择,其余母线的截面一般按经济电流密度选择。

1)按导体长期发热允许电流选择。

导体所在回路中最大持续工作电流Imax应不大于导体长期发热的允许电流Ial,即Imax≤Ial

式中,Ial---在实际环境温度下导体长期允许电流,Ial=KθIn;In---在25℃时的允许电流,即额定电流;Iθ---温度修正系数,其值可查《电力工程设计手册》。

2)按经济电流密度选择。

对于年平均负荷较大、母线较长、传输容量较大的回路(如发电机、变压器出线等),均应按经济电流密度选择母线截面。按经济电流密度选择的母线可使其年计算费用降低。经济电流密度与导体的材料和最大负荷年利用小时数有关。