短路电流的效应与校验
( 一)短路电流的电动效应与动稳定度校验
l . 短路电流的电动效应
由《电工基础》知，处于空气中的两平行直导体分别通过电流 i l、i2
式中，以0 为空气的磁导率，其值为 47× 10 - 7 N/A2。
如果三相线路中发生两相短路，则两相短路冲击电流 i h) (A)通过两 相导线产生的电动力(N)为最大，其电动力为：
由上式可见，三相线路发生三相短路时中间相导体所受的电动力比 两相短路时导体所受的电动力大。因此校验电器和导体的动稳定度时， 一般应采用三相短路冲击电流 ih) 或 Ih)。
2. 短路动稳定度的校验
电器和导体的动稳定度校验，依校验的对象不同而采用不同的具体 条件。
(1)一般电器的动稳定度校验条件 imax ≥ ih)
或
Imax ≥ I h)
式中，imax 为电器的极限通过电流(动稳定电流) 峰值；Imax 为电器的极限 通过电流(动稳定电流)有效值。以上 imax 和 Imax 均可由有关手册或产品 样本值得
(2)绝缘子的动稳定度校验条件 Fa1 ≥ F 3)
式中，Fa1为绝缘子的最大允许载荷，可由有关手册或产品样本查得；如果 手册或样本给出的是绝缘子的抗弯破坏载荷值，则应将抗弯破坏载荷值 乘以 0 . 6 作为 Fa1 。F 3) 为短路时作用于绝缘子上的计算力，按通过 i h) 来计算；如果母线在绝缘子上上平放(见图 a)，则 F 3) 按式计算，即 F 3) = F(3)；如果母线在绝缘子竖放(见图b)，则 F 3) = 1 . 4 F(3)。
(3)母线的动稳定度校验条件
0a1 ≥ 0c 式中 Ga1为母线的最大允许应力，依母线材质而定，硬铜母线 (TMY)型)，Ga1 = 140MPa，硬铝母线(LMY 型)，Ga1 = 70MPa① Gc 为母线通过 i h) 时所受到的最大计算应力。
最大计算应力 Gc按下式计算：
Gc =
式中M 为母线通过 i h) 时所受到的
弯曲力矩；当母线的档距数为 1 λ 2
时，M = F(3) l/8；当母线的档距数多
于 2 时，M = F(3) l/10；这里的 F(3)
按式计算，l 为母线的档距(两支持
点间距 离 ) 。 w 为 母 线的截 面 系
数；当母线水平放置时( 图 22 - 8)，
w = b2 h/6；这里的 b 为母线截面的 水平宽度，h 为母线截面的垂直厚 度。
图 22 - 8
母线在缘缘子上的放置方式
a)平放 b 竖放
3 . 对短路计算点附近交流电动机反馈冲击电流的考虑。
图 22 - 9 大容量电动机对短路点反馈冲击电流
当短路计算点附近所接交流电动机的额定电流之和超过供配电系统 短路电流的 1% 时，按 GB50054— 1995《低压配电设计规范》规定，应计入电 动机反馈电流的影响。由于短路时电动机端电压骤降，致使电动机因定 子电动势反高于外施电压而向短路点反馈电流，如图 22 - 9 所示，从而使 短路计算点的短路冲击电流增大。
当交流电动机进线端发生三相短路时，它反馈的最大短路电流瞬时 值(即电动机反馈冲击电流)可按下式计算：
ish Ksh·MⅠ N·M
= CKsh·MⅠ N·M
式中，E”M 为电动机次暂态电动势标幺值；Ⅹ皿 为电动机次暂态电抗标幺 值；C 为电动机反馈冲击倍数，以上参数均见表 22 - 22；Ksh·M为电动机短 路电流冲击系数，对 3 λ 10kV 可取 1 .4 λ 1 . 7，对 380V 电动机可取 1；Ⅰ N·M为 电动机额定电流。
由于交流电动机在外电路短路后很快受到制动，所以它产生的反馈 电流衰减极快。因此只在考虑短路冲击电流的影响时才需计入电动机反 馈电流。
表 22 - 22 电动机的 E”M、Ⅹ”M 和 C
电动机类型 | Ⅹ”M | Ⅹ”M | C 电动机类型 | E”M | E”M | C |
感应电动机 | 0 . 9 | 0 . 2 | 6 . 5 同步补偿机 | 1 . 2 | 0 . 16 | 10 . 6 |
同步电动机 | 1 . 1 | 0 . 2 | 7 . 8 综合性负荷 | 0 . 8 | 0 . 35 | 3 . 2 |
例 设例 4 - 1 所示企业变电所 380V 侧母线上接有 380V 感应电动机 组 250kW，平均 cIsv= 0 . 7，效率 n= 0 . 75。该母线采用 LMY - 100 x 10 的硬 铝母线，水平平放，档距为 900mm，档数大于 2，相邻两相母线的轴线距离
为 160mm。试求该母线三相短路时所受的最大电动力，并校验其动稳定 度。
解(1)计算母线三相短路时所受的最大电动力
由例 4 - 1 知，380V 母线的短路电流 Ⅰ 3) = 31 .4kA，ih) = 57，8kA；而接 于 380V 母线的感应电动机组的额定电流为：
250kW
Ⅰ N·m = = 0 . 724kA
^3 x 380V x 0
. 7 x 0 . 75
由于 Ⅰ N·m = ≥0. 01 Ⅰ3) = 0 . 314kA，故需计入此电动机组反馈电流的影 响。该电动机组的反馈冲击电流值为：
ish·M = 6 . 5 x 1 x 0 . 724kA = 4 . 7kA
