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低压系统短路电流计算与断路器选择

低压系统短路电流计算是电气设计中的一项重要组成部分，计算数据量

大，过程繁琐，设计人员大多以经验估算，常常影响设计质量，甚至埋下安全

隐患。本文拟在通过对低压短路电流的计算简述以与实例介绍，说明低压断路

器的选择与校验方法。

在设计中，短路电流计算与断路器选择的步骤如下：

①简单估算低压短路电流；

②确定配电中心馈出电缆满足热稳定的最小截面；

③选择合适的低压断路器；

④合理选择整定值，校验灵敏度与选择性。

1.低压短路电流估算

1.1短路电流的计算用途

短路电流的计算用途主要有以下几点：

①校验保护电器的整定值，如断路器、熔断器的分断能力应大于安装处最

大预期短路电流。

②确定保护电器的整定值，使其在短路电流对开关电器与线路器材造成破

坏之前切断故障电路。

③校验开关电器与线路器材的动热稳定是否满足规X和实际运行的要求。

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1.2短路电流的计算特点

短路电流计算的特点：

①用户变压器容量远小于系统容量，短路电流周期分量不衰减。

②计入短路各元件有效电阻，但不计入元件与设备的接触电阻和电抗。

③因线路电阻较大，不考虑短路电流非周期分量的影响。

④变压器接线方式按D、yn11考虑。

1.3短路电流的计算方法

短路电流计算的方法：

式中I——三相短路电流或单相短路电流kA；

k

Z——短路回路总阻抗mΩ（包括系统阻抗、变压器阻抗、母线阻

k

抗与电缆阻抗等，其中阻抗还包括电阻、电抗、相保电阻、相保电抗）

U——电压V（用于三相短路电流时取230，用于单相短路电流时

取220）

1.4短路电流的计算示例

下面通过X例来叙述低压短路电流的计算过程。

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1.5

分析结论

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①系统容量一般为固定值，变压器出口短路电流取决于变压器容量与阻抗

电压百分数。变压器容量越大，短路电流也越大。

②设备端的短路电流取决于电缆的阻抗，即截面大小，截面越大，短路电

流也越大。

2.配电中心馈出电缆的最小截面

断路器应该在短路电流对电缆与元器件产生的热效应与机械力危害之前分

断短路回路。这就对电缆截面的选择有一定的要求，不能只根据负荷计算电流

来选择。

电缆截面的校验公式如下：

当短路电流持续时间不大于5s时式1

当短路持续时间小于0.1s时（断路器厂家提供数值）式2

式中S——绝缘导体的线芯截面，mm2；

I——预期短路电流有效值，A;

t——短路电流持续时间，s；

k——计算系数，交流铜芯电缆取143；

通过示例，用式1计算，最小馈线截面为16mm2，用式2计算，采用施

耐德NSX断路器时，最小馈线截面为6mm2电缆。

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由于式2的计算与各断路器厂家提供的数据有关，不具备通用性，故采用

式1计算比较稳妥。

故针对本示例，低压配电柜出线电缆最小截面为16mm2，才能满足热稳

定的要求。

3.选择合适的断路器

低压断路器按类别可分为选择型与非选择型，可以调整约定跳闸时间的即

为选择型，非选择型的跳闸时间由断路器的特性曲线确定。选择性断路器具有

良好的上