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Hello，各位伙伴们，今天说一说低压线路短路电流快速估算、单相接地故障保护
写在前面的话：问题的提出
最近在一些技术群里面，还有一些网友留言说短路电流计算有点迷糊。本期对这一方面做点探讨，供朋友们在工程中参考。
->>低压线路短路电流快速估算、单相接地故障保护<<-
1、简 介
首先，明确下范围，是针对配电的末级，这一级一般使用微型断路器或塑壳比较多。比如末端配电动力柜、末端照明箱、末端配电箱等。
例如，微断的型号就是MCB-63，最大电流63A，短路分断能力一般是6kA。
怎样快速的计算估算末端短路电流，并合理正确选用断路器和电缆，是本次要解决的问题。
2、模型的提出和计算
我们按照配电的模型，变压器出口一般设置低压配电柜，属于馈出回路，这些回路一般采用塑壳断路器，大电流大电缆，经过二级三级配电，到达末端用电设备。
我们建立一个模型如下上图所示。
●--→三相短路电流的估算
所以只需要知道线路长度和线路阻抗就可以了。
从正规的短路计算来说，我们需要知道配电变压器的阻抗、第一级总线（例如假设电缆是120mm2）的阻抗、第二级配电干线的阻抗（假设电缆是50mm2），然后是末端配线的阻抗。
但是这么做太复杂了，我们快速计算或估算，只要误差在工程允许范围内就行了。依据短路计算规则和上图的模型，可以把变压器的阻抗忽略，因为对于远距离配电来说，变压器相对线路的阻抗比较小，母线阻抗也也很小，可以忽略不计，大截面电缆阻抗也比较小，可以忽略。
这样得到的估算采用的阻抗Rj＜ΣR，最终估算的短路电流值比精确法大一些。但是我们是工程应用，主打一个便捷。
线路单位长度的阻抗见下表，可快速查询使用。
●--→【实际算例】
我们假设在某地方设置一个落地式动力箱AP1，箱子主开关使用塑壳开关MCCB-160A，其上级配电线路50mm2电缆，长度是100m。
AP1箱配出相应的末端线路，例如其中1个出线回路采用了MCB63-40A断路器，配出的线是6mm2，长度约40m。
【问题1】：MCCB所在柜子母线上的短路电流是多少？
【问题2】：微型断路器MCB线路末端短路电流是多少？
【解答1】：查50mm2阻抗是0.501mΩ/m，其总电阻是100×0.501＝50.1mΩ，则短路电流是230V/50mΩ＝4.6kA。
考虑上配电变压器和第一级配线的误差，按偏差15%考虑，贴近实际的短路电流是4.6kA/1.15＝4.0kA左右。
【解答2】：同理查6mm2电缆阻抗是2.867mΩ/m，那么40m就是114.68mΩ。上级电缆阻抗已经计算出来是50mΩ，那么直接得到短路电流Ik＝230V/165mΩ＝1.4kA。
我们知道对C型断路器，其瞬时脱扣电流是5~10In，这个区间属于不一定动作区间，可靠区间是10In及以上。对160A塑壳来说，其可靠动作电流是1.6kA，所以，在断路器下口发生短路时候，断路器是可以分断的。
3、单相接地故障电流计算
一般来说，是可以采用断路器的瞬时或短延时动作来对接地故障进行保护时。
GB50054《低压配电设计规范》 第 6. 2. 4 条要求：“当短路保护电器为断路器时，被保护线路末端的短路电流不应小于断路器瞬时或短延时过电流脱扣器整定电流的1.3倍”。
接地故障，举个例子，就是相线碰壳故障，电流路径是从相线经过PE线流到配电变压器电源端，所以，总的阻抗是相线和PE线一起的阻抗。
显然，需要知道线路长度和相线-PE线阻抗。见下表
【例子】：这种末端接地故障一般发生在用电电器上比较多，假设一个小设备，使用微型断路器MCCB-63/16A断路器，配线是2.5mm2，长度是50m。那么发生单相接地故障电流是多少？断路器能不能保护得了？
【解答】：查上表，2.5mm2线的Rphp阻抗是20.64mΩ/m，50m总阻抗是50×20.64mΩ＝1032mΩ。
那么接地故障电流Id＝220V/1032mΩ＝213A。
假设我们使用的C型开关，则开关不可靠动作电流是5~10（这个区域不一定动作），可靠动作是达到及以上也即160A；规范还要求短路电流必须≥1.3×Iz＝1.3x160A=208A，才能可靠切断。
我们看到，这已经接近开关的极限了，从计算中可知，超出50m后16A的开关就几乎不能保护了。
如果我们想配线距离更远，就需要使用更换大一型号的电线，例如换为4mm2，则供电距离可以延长。
单相接地短路电流的估算结果值比精确计算的大，就导致在整定开关和计算保护长度时稍微激进，但是这也是是满足工程偏差范围的。
当然，除了更换大一型号电缆之外，还可以不换电缆，使用漏电保护器RCD，则可解决问题。
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好了，到此暂时结束。个人难免存在错漏之处，请大家多包涵，多指正。
下期预告：防雷专题之（1）--电涌SPD保护器选用一些问题。
敬请关注。
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