1、常用低压配电电器及短路电流计算第一节 常用低压配电电器第二节 低压系统短路电流计算 第一节第一节 常用低压配电电器常用低压配电电器一、低压开关、隔离器一、低压开关、隔离器开关：能承载、通断正常（含规定的过负荷）电流， 并能在规定时间内承受短路电流冲击、但不能 开断短路电流的机械电器。隔离器：在断开状态符合规定隔离功能、能通断空载 电路、且能承受正常电流和规定时间内短路 电流的机械电器。隔离开关：在断开状态符合隔离器要求的开关。注意与中、高压电器名称的差异，不要混淆注意与中、高压电器名称的差异，不要混淆。第一节第一节 常用低压配电电器常用低压配电电器二、熔断器二、熔断器 1、熔断器工作原理 根据
2、熔体受热所产生的物态变化，可分为四个阶段tt01t2t4t固体加热熔化t3液体加热汽化电弧熔化温度熔断温度 1）固态温升。电流在熔体电阻上的损耗使熔体温度上升到金属熔化温度。 2）定温熔化。从熔体开始熔化到全部熔化。 3）液态温升。熔融金属液体温度上升至汽化。 4）燃弧熄弧。熔体汽化出现断点，产生电弧，并最终熄弧。熔断与熔化：熔体一旦“熔化”，便不可逆回，但须“熔断”，保护才实现。熔化并不一定带来熔断。使熔体熔化的最小电流称为熔化电流，使熔体熔断的最小电流称为熔断电流。第一节第一节 常用低压配电电器常用低压配电电器2、保护特性及主要参数 （1）安秒特性弧前时间与燃弧时间：通电至起弧称为弧前时间
3、，即t1t3；起弧至熄弧称为燃狐时间，即t3t4。 解释分散性 第一节第一节 常用低压配电电器常用低压配电电器It最大安秒特性平均安秒特性最小安秒特性熔化时间电流曲线弧前时间电流曲线熔断时间电流曲线（2）I 2t特性。对极快速熔断的限流式熔断器，不考虑散热，是否熔化、熔断只与热脉冲I 2t有关。分最小弧前I 2t和最大熔断I 2t。 因限流熔断器熔化与起弧几乎同时出现，故最小弧前I 2t即最小熔化I 2t。 （3） 熔体额定电流Ir。指熔体允许长期通过的最大电流。第一节第一节 常用低压配电电器常用低压配电电器（4）约定时间内的约定熔断/不熔断电流。第一节第一节 常用低压配电电器常用低压配电电器
4、熔体额定电流熔体额定电流Ir（A）刀型触头熔断器刀型触头熔断器圆筒帽型熔断器圆筒帽型熔断器螺栓联接熔断器螺栓联接熔断器偏置触刀熔断器偏置触刀熔断器Inf（A） If（A） Inf（A） If（A） Inf（A） If（A）416（不含）1.5Ir1.9Ir1.25Ir1.6Ir1.25Ir1.6Ir4及以下1.5Ir2.1Ir1.25Ir1.6Ir1.25Ir2.1IrgG熔体，约定时间均为1h Inf：约定时间内的约定不熔断电流。If：约定时间内的约定熔断电流。 举例：Ir=5A的螺栓联接熔断器，若通过熔体的实际电流小于1.25Ir，则肯定不会在1小时内熔断；若通过熔断器的实际电流大于1.6
5、Ir，则肯定会在1小时内熔断。gG和和gM熔断体的约定时间和约定电流熔断体的约定时间和约定电流第一节第一节 常用低压配电电器常用低压配电电器熔体额定电流熔体额定电流Ir（A）约定时间约定时间（h）约定电流（约定电流（A）InfIf16Ir6311.25Ir1.6 Ir63Ir1602160Ir4003400Ir4Inf：约定不熔断电流；：约定不熔断电流；If：约定熔断电流。：约定熔断电流。约定时间和电流值是生产厂家按标准取定、并在产品特性上体现出来的。第一节第一节 常用低压配电电器常用低压配电电器（5）额定开断电流Icr。指熔断器能够开断的最大 短路电流有效值。（6）额定最小开断电流Icrmi
6、n。指熔断器能够开 断的最小短路电流有效。 熔断器除了有最大开断能力限制外，还有最小开断能力限制，也就是说故障电流太小也不能使熔断器可靠开断，这主要是因为若故障电流不够大，其产生的热量就不足以蒸发足够多的熔融液态熔体金属使熔体可靠断开。（7）过电流选择比。上、下级熔体选择性动作 所需最小熔体额定电流比值，一般为1.6。即：若上级熔体额定电流为下级的1.6倍以上，则下级短路时，能保证下级熔体熔断时，上级熔体尚未熔化。 第一节第一节 常用低压配电电器常用低压配电电器 3、熔断器类型简介 按结构分：专职人员用，非熟练人员用。按分断范围分：g熔体：全范围； a熔体：部分范围。 按使用类别分：G类：一般
7、用途； M类：保护电动机； Tr：保护变压器。如gG类，aM类、gM类等。 三、低压断路器 开关电器保护电器的组合电器。1、结构 壳架脱扣器 壳架：纯断路器功能部分。 过电流脱扣器：过电流保护部分。 失压脱扣器：欠电压保护部分。 分离脱扣器：提供远动控制功能。第一节第一节 常用低压配电电器常用低压配电电器第一节第一节 常用低压配电电器常用低压配电电器结构：结构： 壳架脱扣器壳架脱扣器第一节第一节 常用低压配电电器常用低压配电电器123459876低压断路器原理结构1-主触头 2-跳钩 3-锁扣 4-分励脱扣器 5-失压脱扣器 6-过电流瞬时脱扣器 7-过电流长延时脱扣器 8-失压脱扣器试验按钮
8、 9-分励脱扣器按钮 2、工作原理工作原理3、过电流脱扣器过电流保护特性 长延时脱扣器为反时限特性； 短延时脱扣器为固定时限特性，时限可调； 瞬时脱扣器为无时限特性。第一节第一节 常用低压配电电器常用低压配电电器ItIop3IIop1op1IIop3tIop2b)a)低压断路器过电流脱扣器保护特性 4、主要参数（1）壳架等级额定电流IrQ。指断路器壳架部 分的额定电流，包括接线端子、主触头 系统、连接导体等。 旧称断路器壳架等级电流，记为Inm。（2）脱扣器额定电流IrR（或Irt）。指装于壳 架内的过电流脱扣器（Release或trip）。 旧称断路器额定电流，记为In。 相互关系：运行电流
9、须通过壳架才能流过脱扣 器，因此脱扣器额定电流不可能大于壳架额定 电流，即：IrRIrQ。第一节第一节 常用低压配电电器常用低压配电电器（3）长延时脱扣器动作电流（Iop1）整定范围。 长延时脱扣器作过负荷保护用，其动作值整定范围是脱扣器 额定电流IrR的函数。典型情况为： Iop1（0.61.0）IrR 在以上范围内根据保护计算结果确定动作值，可无级或有级 调整。（4）短延时脱扣器动作电流（Iop2）整定范围。 短延时脱扣器作与下级选择性配合的短路保护用，其动作值 整定范围典型情况为： Iop2（38）IrR 短延时脱扣器动作延时也有一定的调整范围。第一节第一节 常用低压配电电器常用低压配电
10、电器第一节第一节 常用低压配电电器常用低压配电电器产品铭牌参数识读示例第一节第一节 常用低压配电电器常用低压配电电器第一节第一节 常用低压配电电器常用低压配电电器第一节第一节 常用低压配电电器常用低压配电电器 5、类型、类型终端型电动机型配电型按用途无隔离功能型有隔离功能型按检修安全性外壳式）模压外壳式（旧称塑料框架式）开启式（旧称万能式或按设计型式型）非选择型（型）：有短延时脱扣器选择型（按保护特性AB终端型电动机型配电型按用途无隔离功能型有隔离功能型按检修安全性外壳式）模压外壳式（旧称塑料框架式）开启式（旧称万能式或按设计型式 （1）低压系统一般只有一个电压等级，采用有名值法 计算更为直接
11、方便。 （2）低压系统线缆阻抗中电阻所占比重较大，因此应 采用短路阻抗进行计算，不能忽略电阻。 （3）因短路阻抗数值较小，应计入包括母线在内的各 种元件的阻抗值，但导线连接点接触电阻、开关 触头接触电阻、短路点电弧阻抗等可忽略不计。 第二节第二节 低压系统短路电流计算低压系统短路电流计算 一、低压系统短路电流计算特点一、低压系统短路电流计算特点第二节第二节 低压系统短路电流计算低压系统短路电流计算 （4）电阻计算要考虑温度的影响。计算系统首端 （电源端）三相短路电流，以保守的态度取 20时的电阻值进行计算；计算末端单相短 路电流，以保守的态度估算，一般以20时 电阻值的1.5倍进行短路电流计算
12、。 （6）计算380/220V系统的短路电流时，三相短路时 计算电压取平均电压，即400/230V，单相短路 时取标称电压，即380/220V。（5）变压器一次侧系统阻抗可只以电抗计入， 或按电阻等于电抗的10%估算，这时电抗 等于系统阻抗的99.5%。第二节第二节 低压系统短路电流计算低压系统短路电流计算 二、三相及两相短路电流计算二、三相及两相短路电流计算 （1） 三相短路电流三相短路电流2k2kavkavk33xrUzUI （2） 二相短路电流二相短路电流kk)2(k87. 023III)2(kI Ik三相稳态短路电流有效值（kA）； 两相稳态短路电流有效值（kA）； Uav电源平均线电
13、压（V）；zk短路回路阻抗（m）； rk短路回路电阻（m）； xk短路回路电抗（m）。)2(kI 在低压系统设计中，单相短路电流不仅涉及到系统本身的问题，还涉及到电击防护安全性、电气火灾预防等公共安全性问题，应高度重视。 单相短路是一种不对称短路，因此应采用对称分量法进行计算。但工程上还根据对称分量法发展出一些更简便的方法，如相中（或相保）阻抗法等。 以下以TN系统相线与保护线之间的短路为例，介绍单相短路电流计算方法。相线与中性线间短路电流计算方法类同。第二节第二节 低压系统短路电流计算低压系统短路电流计算 三、单相短路电流计算三、单相短路电流计算第二节第二节 低压系统短路电流计算低压系统短路
14、电流计算 1、原理性的序阻抗计算法 根据对称分量法推导，得出单相短路电流的序阻抗计算法：330kkkN)1(kZZZUI 式中短路回路的正、负、零序阻抗包括四个部分，即变压器一次侧系统阻抗、变压器阻抗、母线阻抗和线路阻抗。 第二节第二节 低压系统短路电流计算低压系统短路电流计算 正、负序阻抗总是相等的。一次侧系统零序阻抗与变压器连接组有关；变压器零序阻抗可查表求得；母线、线路的零序阻抗，除相线外，还包括保护线（或中性线）的零序阻抗。 2、工程实用的相保（中）阻抗法 以相线与 保护线短路为例 ZP短路回路总相保阻抗（m）； ZPS一次侧系统相保阻抗（m）； ZPT变压器相保阻抗（m）； ZPB母
15、线相保阻抗（m）；ZPWL线路相保阻抗（m）。WLPBPTPSPP)1(kZZZZUZUI（1）高压侧系统（S）相保阻抗。 对于最常用的Dyn11和Yyn0配电变压器，高压侧线电流中不可能有零序电流，故不计入高压侧零序阻抗；又因为高压侧本无PE线，相保阻抗就等于相计算阻抗，即：第二节第二节 低压系统短路电流计算低压系统短路电流计算 3、短路回路各部分相保阻抗的求取。3230SSSSPRRRR3230SSSSPXXXX第二节第二节 低压系统短路电流计算低压系统短路电流计算 （2）变压器（T）相保阻抗。 忽略变压器中性点接地母排上中性点与PE线连接点间的那一段线路阻抗，变压器相保阻抗也只有相阻抗：
16、3233230TkTk0TkTkTkTP0TkTk0TkTkTkTPXXXXXXRRRRRR、 、 变压器短路阻抗（m）； 、 变压器零序短路阻抗（m），与变压器连接组有关，查变压器产品样本或设计手册可得。TkRTkX0TkR0TkX（3）母线（B）相保阻抗。包括相计算阻抗和保护线计算阻抗。第二节第二节 低压系统短路电流计算低压系统短路电流计算 0BPE0BLBLBP32RRRR0BPE0BLBLBP32XXXX很多设计手册直接给出了各种规格母线单位长度的R RP P和X XP P，可直接引用，只是要特别注意给出R RP P的温度，若为2020，应乘以1.51.5进行修正。电抗不进行温度修正。
17、与母线相同，依据是单位长度的序阻抗值，电阻同样要进行温度校正。第二节第二节 低压系统短路电流计算低压系统短路电流计算 （4）线路（WL）相保阻抗。0WLPE0WLLWLLWLP32RRRR0WLPE0WLLWLLWLP32XXXX同样，很多设计手册直接给出了各种规格线路单位长度的R RP P和X XP P，可直接引用，但应注意电阻的温度校正。1、一般根据图形，确定高压侧系统阻抗，再根据相应规定确定一次侧电阻和一次侧电抗；2、根据变压器型号，确定变压器阻抗，再分别求得变压器电阻和电抗；3、根据母线型号和有关数据，查找母线有关规格，找到相应母线的单位长度阻抗；4、根据电缆型号和有关数据，查找电缆有关规格，得出电缆阻抗；5、计算三相短路电流；6、计算单相短路电流。第二节第二节 低压系统短路电流计算低压系统短路电流计算 三相短路电流及单相短路电流计算思路谢 谢！
