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第六节裸导体的选择
主要内容
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裸导体选择的项目一般包括:
①导体材料、类型和布置方式;
②导体截面;
③热稳定;
④动稳定等项进行选择和校验;
⑤对于110kV以上导体要进行电晕的校验;
对重要回路的母线还要进行共振频率的校验。
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一、导体选型
常用的导体材料有铜、铝和钢。铜的电阻率,机械强度大,抗腐蚀性能好,是首选的母线材料。
常用的硬导体截面有矩形、槽形和管形。矩形导体常用于35kV及以下、电流在4000A及以下的配电装置中。单条矩形截面积最大不超过1250mm2。当工作电流超过最大截面单条导体允许电流时,可用小于4的几条矩形导体并列使用。
槽形导体机械强度好,载流量较大,集肤效应系数也较
小,一般用于4000-8000A的配电装置中。管形导体集肤效应
系数小,机械强度高,管内还可通风和通水冷却,因此,可
用于8000A以上的大电流母线。另外,由于圆形表面光滑,电
晕放电电压高,因此可用于110kV及以上配电装置。
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导体的布置方式
图为矩形母线的布置方式
示意图。当三相母线水平布置
时,图(a)与图(b)相比,
前者散热较好,载流量大,
但机械强度较低,而后者情
况正好相反。图(c)的布置方
式兼顾了前二者的优点,但使
配电装置的高度增加,所以母线的布置应根据具体情况而定。
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二、导体的截面选择
除配电装置的汇流母线及较短导体(20m以下)按长期允许电流选择截面外,其余导体的截面一般按经济密度选择。
1、按导体长期发热允许电流选择
导体长期发热的允许电流Ial , 应不小于所在回路的最大持续工作电流Imax,
2、按经济电流密度选择
按经济电流密度选择导体截面可使年综合费用最低,年综合费用包括电流通过导体所产生的年电能损耗费、导体投资和折旧费、利息等。从降低电能损耗角度看,导体截面越大越好,而从降低投资、折旧费和利息的角度,则希望截面越小越好。
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综合考虑投资、维护费、折旧费、损耗等因素,使年
综合费用最小所对应的导体截面称为导体的经济截面,所
对应的电流密度称为经济电流密度。
按经济电流密度选择导体截面按下式计算
注:1)应尽量选择接近上式计算的标准截面
2)按经济电流密度选择还应按长期发热进行校验。
经济电流密度值 A/mm2
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问题:汇流母线为何不按经济电流密度选择其截面
要点:1)汇流母线每一处的电流密度是不同的;
2)若按最大电流密度来选择,将增加投资。
三、电晕电压校验
电晕是指导体周围空气中的电荷被电离,使导体对地的绝
缘强度下降,电压等级越高,电晕现象越显著。
110-220kV裸母线晴天不发生可见电晕的条件是:电晕临
界电压Ucr应该大于最高工作电压Umax
330-500kV超高压配电装置,电晕是选择导线的控制条件。
,晴天夜晚不应出现可见电晕。
(当LGJ截面大于70可不校验)
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四、导体热稳定校验
按正常电流及经济电流密度选出导体截面后,还应按热稳定校验。按热稳定要求的导体最小截面为:
式中:C为热稳定系数;
Qk为短路电流热效应。
五、硬导体的动稳定校验
保证导体动稳定的根本条件:
σmax(截面最大计算应力) ≤σal(截面允许应力)工程上常以控制最大跨距(相邻两支持绝缘间的中心距)来保证导体的动稳定性。
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