第三节 导体短路电动力.ppt

第三节 导体短路的电动力 * 了解导体的电动力与哪些因素有关，以便确定导体的短路电动力小于导体的机械强度，保证导体不变形或损坏。 一、计算电动力的方法 i1 i2 a 1.无限细长直导线之间的电动力 f=2 ×10-7 i1 i2 /a N/m L 2) 长度为L的导体上的电动力 F=2 ×10-7 L i1 i2 /a N 1)单位长度的导体上的电动力 a 2. 考虑截面形状和尺寸的无限长直导线之间电动力 形状系数（Kf) = 导体实际所受的电动力 按细长直导线计算的电动力 当导体的截面大小和尺寸不能忽略时，导体实际所受的电动力，与按细长直导线计算的电动力不一样，不一样程度，可用形状系数(Kf)表示。 实际导体所受的电动力为：F=2 ×10-7 Kf L i1 i2 /a N 矩形截面导体，形状系数Kf 见图4-15。 形状系数是（a-b) / (h+b) 和b/h的函数。 （a-b ）表示两导体表面之间的净距,导体表面间的最小距离； （h+b）表示导体截面周长的大小； 当导体竖放时，形状系数Kf 〉1，即实际所受的电动力比按无限细长直导线计算的大；当导体平放时，形状系数Kf 1，即实际所受的电动力，比按无限细长直导线计算的小。 当净距(a-b)≥2(b+h)导体截面周长，无论竖放还是平放形状系数=1；即实际所受的电动力和理论计算的一致。 0.2 0.6 1.0 1.4 1.8 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 b/h1 b/h1 h b a (a-b) /(h+b) 截面中心对称的管形导体，形状系数等于1 K f 一般相间净距(a-b) 2(b+h)导体截面的周长，Kf=1,则 F=2 ×10-7 L i1 i2 /a 同一相条间净距b2(b+h)导体截面周长,必须考虑导体的形状系数Kf。 F=2 ×10-7 K f L i1 i2 /a a b h 竖放 平放 二、同一平面三相导体的短路电动力 FBC FBA K FAB FCB FAC FCA 1.电动力的计算 三相导体的受力分析见下图 K iA iB iC iA iB iC 则FB=FBA-FBC=2×10-7L(iBiA-iBiC) /a FA=FAB+FAC=2×10-7L(iAiB+0.5iAiC) /a a a B相受力分析 A相、C相受力分析 不计周期分量的衰减，三相短路电流分别为： i A=I m[ sin (wt+ΦA) -e -t/Ta sinφA] i B=I m[ sin (wt+ΦA-120°) -e -t/Ta sin(ΦA-120°)] i C=I m[ sin (wt+ΦA +120°) -e -t/Ta sin(φA +120°)] 将电流代入可分别求出电动力FA和FB的的表达式 固定分量 非周期分量 周期分量 电动力是A 相短路电流初相角 和时间t的函数。是一个变数。从工程设计角度，仅需要求出最大值。 2.电动力的最大值(电力系统分析课程---冲击电流) 电动力由周期分量和非周期分量组成，且是A相短路电流初相角和时间的函数。初相角的取值应是固定分量和非周期分量取得最大；时间的取值应是短路电流取得最大值的时间，即tk=0.01s 和ish=1.8Im代入FA、FB表达式，并整理得： 非周期分量 周期分量 A相最大电动力为 B相最大电动力为 三相短路的最大电动力作用在B相上。 对于无限大容量系统，三相短路电流大于两相短路电流，所以最大的短路电动力是三相短路电动力，且作用在B相上。其值为： 3.导体的动态应力 *