动稳定与热稳定电流之间为何是2.5倍的关系?

文摘   2024-12-31 06:04   天津  

上篇文章提到了这个问题的背景:在评审中压项目方案时,一位技术人员突然问了一句:为何我们都默认额定动稳定电流、额定峰值耐受电流和额定短路关合电流(峰值)是额定短路开断电流、额定短时耐受电流、热稳定电流的2.55倍左右?

在这里截取了某中压断路器产品参数表,供各位直观理解:

我想无论是2.5还是2.55大家不要纠结都是合理的。上篇文章讲解了2.5倍相关的这六个参数定义以及其存在的意义,本篇文章就明确下他们之间的数值关系。

一、明确6个名词之间的数值关系

结论:

1.额定短路开断电流=额定短时耐受电流=热稳定电流;

额定峰值耐受电流=额定动稳定电流=额定短路关合电流(峰值)

没错,结果就如上面截屏所示,依据我们可以参考GB 1984 高压交流断路器》:

对于动稳定电流,从本质上看,其和额定峰值耐受电流是相等的:因为在短路发生时,电流的峰值会产生电动力,这个电动力可能导致电气设备的机械部件损坏或者触头间发生短路等故障。无论是额定峰值耐受电流还是动稳定电流,都是为了衡量设备对这种电动力的承受能力。只是额定峰值耐受电流更侧重于从电流峰值的角度来描述设备的耐受能力,它直接关注的是短路电流在第一个大半波峰值的大小。而动稳定电流更强调设备在承受短路电动力时的机械稳定性。

2.额定短路关合电流=2.5(2.55)倍额定短路开断电流,即他们之间是2.5或2.55倍的关系。

先看标准之后,我们再来解释为何两个数值都合理。根据GB 1984 高压交流断路器》:

正如标准所说,2.5倍的关系是有限定前提的:即频率、时间常数等。

额定短路关合电流这个参数反映了断路器能够承受的最大短路电动力对应的电流峰值,从而反映出其抵抗短路电动力的机械强度和关合短路电流的能力。而时间常数是描述电路中建立某一过程或激励下达到平衡状态所需的时间。在高压交流系统中,时间常数通常与系统的直流时间常数相关,直流时间常数是系统特性所决定的一个参数,大多数系统的直流时间常数为45ms。

当系统的额定频率为50Hz时,所对应的峰值耐受电流通常是额定短时耐受电流的2.5倍;而当额定频率为60Hz时或者特殊工况的时间常数,这个倍数就会有所不同。

二、更深层次剖析2.5倍的由来

之前在标准里见过由来的推导,但是具体哪本规范记不清了,于是在网上一问,没想到找到了自己想要的答案,给自己节省了大量时间,在此感谢愿意互相进步的朋友!

我们先来看标准DLT 5222-2021导体和电器选择设计规程》其标准中描述如下截屏,因为我们成套、箱变等设备都是处于远离发电厂的位置,所以冲击系数推荐值是1.8,看到这里你心里应该也明白了,所谓的2.5还是2.55也是一个估计数值或者为了简化计算的一个推荐值。但是这个标准进一步精确了冲击系数即1.8√2=2.5452,看到这里我们也能理解为什么有时候是2.55倍,有时候是2.5倍的原因了,四舍五入几位小数的关系。 

看完了电力标准,我们再看《工业与民用供配电设计手册-第四版》

 这里面讲述了计算系数的由来以及相关的函数关系。当然对于我们搞系统工程设计的技术人员来说,我觉得拿出精力来研究这个的意义不大,会用即可。

最后强调一点,这个倍数关系不适用于低压。

好了,洋洋洒洒就说这么多。

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追梦电缘
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