发布时间 : 星期五 文章第十四章 - 电气设备的选择更新完毕开始阅读
3.电晕电压校验
电晕放电将引起电晕损耗、无线电干扰、噪声和金属腐蚀等许多不利影响。对于110kV及以上裸导体可按晴天不发生全面晕条件校验，即裸导的临界电压Ucr应大于最高工作电压Umax，即：
Ucr>Umax （14-80）
当所选软导线型号和管形导体外径大于或等于下列数值时，可不进行电晕校验： 110kV，LGJ－70／φ20；220kY，LGJ－300／φ30。
4.热稳定校验
在校验导体热稳定时，若计及集肤效应系数Ks的影响，由热稳定决定的导体最小截面
为： Smin?QkKs/(Ak?Ai)?QkKs/C （14-81） 式中：C－热稳定系数，C＝Ak－Ai，C值（见表14－18）与导体材料及工作温度有关。所选截面应大于等于Smax。
表14－18 不同工作温度下裸导体的C值 工作温度 硬铝及铝锰合金 硬铜 40 99 186 45 97 183 50 95 181 55 93 179 60 91 176 65 89 174 70 87 171 75 85 169 80 83 166 85 82 164 90 81 161 5.硬导体的动稳定校验
各种形状的硬导体通常都安装在支柱绝缘子上，短路冲击电流产生的电动力将使导体发生弯曲，因此，导体应按弯曲情况进行应力计算。
矩形导体应力计算：包括单条矩形导体和多条矩形导体两种。 （1）单条矩形导体构成母线的应力计算。
按照导体在支柱绝缘子上固定的形式，通常假定导体为自由支撑在绝缘子上的多跨距、匀载荷梁。在电动力的作用下，导体所受的最大弯矩M为：
M?fPhl2/10 （14-82）
式中：fPh－单位长度导体上所受相间电动力，N／m；
l－支持导体的支柱绝缘子间的跨距，m。 当跨距数等于2时，导体所受最大弯距为
M?fPhl2/8 （14-83）
导体最大相间计算应力
?Ph?MW?fPhl2/?10W?（Pa） （14-84）
式中：W－导体对垂直于作用力方向轴的截面系数，见表14－19。
求出的导体应力不应超过导体材料允许应力和导体（见表14－20），即：
?Ph??p （Pa） （14－85）
表14－20 导体最大允许应力 导体材料 硬铝 硬铜 最大允许应力（Pa） 70×106 140×106?Ph 326
表14－19 导体截面系数
为了便于计算和施工，设计中常根据材料最大允许应力?a1来确定绝缘子间最大允许跨距，即令?Ph??a1由上式可得：
lmax?10?a1W/fph（m） （14-86）
当矩形导体平放时，为避免导体因自重而过分弯曲，所选跨距一般不超过1.5～2m。考虑到绝缘子支座及引下线安装方便，三相水平布置的汇流母线绝缘子跨距常取等当配电装置间隔宽度。
（2）多条矩形导体构成母线的应力计算。
当同相母线由多条矩形导体组成时，母线中最大机械应力由相间应力?ph和同相条间应力?b叠加而成，即：
?max??ph??b （14-87）
式中相间应力?ph仍用式（14－84）计算，但W应为多条组合导体的截面系数（见表14－19）。
计算条间作用力fb时，应注意同相各条导体的形状系数及电流分配。当同相由双条导体组成时，可以认为相电流在两条中平均分配；若同相有三条导体组成时，可以认为中间条通过20％相电流，两侧条各通过40％相电流。当条间中心距离为2b时，可以算出条间作用力。当同相为二条导体时为：
fb?2k12?0.5ik?211?10?7?2.5k12i2k?10?8 (N/m) （14-88） 2b2b1?10 (N/m) （14-89） b当每相为3条时，边条受力最大。条1受力为条2、3对条1作用力之和：
2fb?fb1~b2?fb1~b3?8?K12?K13?ik上面二式中K12K13——条1、2和条1、3的截面形状系数（见图14－1）。
由于同相条间距离很近，条间作用力大，为了减少?b，条间通常设有衬垫（螺栓）。为了防止同相各条矩形导体在条间作用力下产生弯曲而互相接触，垫间允许的最大跨距—
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临界跨距lcr，可由下式决定，即：
lcr??b4hfb ?m? （14-90）
式中：b、h－矩形导体的宽和高，m；
λ－系数，铜：双条为1774，三条为1355；铝：双条为1003，三条为1197。
所选衬垫跨距应满足lb 根据导体结构情况，边条导体所受弯矩可按两端固定的匀载荷梁计算，即： 2Mb?fblb/12 （N.m） （14-91） 条间作用应力： 2?b?MbW?fblb12W (Pa) （14-92） 因为垂直于条间作用力的截面系数W=b2h／6，故上式可写成： ?b?fblb2?2b2h? （Pa） （14-93） 若多条导体组成母线的最大应力，?max??ph??b??al，则母线满足动稳定要求。 为了简化计算，也可根据条间允许应力?bal（其值为?al??ph）来决定最大允许衬垫 间跨距： lbmax?12?alWfb （14-94） 若所取的lb 设计中也常根据所给条件，先选定条间衬垫的跨距，算出条间应力，然后按允许相间应力来确定绝缘子间允许最大跨距。 6.导体共振校验 对于重要回路（如发电机、变压器及汇流母线等）的导体应进行共振校验。按式下式计算： f1?式中：f1－阶固有频率，Hz； L－跨距，m； NfL2EI （14-95） mNf－频率系数，Nf根据导体连续跨数和支撑方式而异，其值见表14－21； E－导体的弹性模量，Pa； I－导体断面二次距，m4。 导体发生振动时，在导体内部会产生动态应力，对于动态应力的考虑，一般是采用修正静态计算法，在最大电动力上乘以动态应力系数β（β为动态应力与静态应力的比值），以求得实际动态过程中动态应力的最大值。动态应力系数β与固有频率的关系，如图14－11所示。由图14－11可见，固有频率在中间范围变化时，β>1；固有频率较低时，β 328 <1；固有率较高时，β≈1。对于屋外配电装置中的铝管导体，β＝0.58。 为了避免导体产生危险的共振，对于重要的导体，应使其固有频率在下述范围以外： ①单条导体及一组中的各条导体为35～135Hz。 ②多条导体及有引下线的单条导体为35～155Hz。 ③槽形和管形导体为90～160Hz。 表14－21 导体不同固定方式下的频率系数Nf值 跨数及支撑方式 单跨、两端简支 Nf 1.57 单跨、一端固定、一端简支两等跨、简支 2.45 单跨、两端固定多等跨、简支 单跨、一端固定、一端活动 3.56 0.56 图14-11 动态应力系数β 如果固有频率在上述范围以外，可取β＝1。如果在上述范围以内，需要在电动力 上乘以β，即 2Fmax?1.73?10?7ikL?(N) （14-96） a计算导体的一阶自振频率fl时，当fl无法限制在共振频率之外，导体受力必须乘应力系数。导体不发生共振的最大绝缘子跨距lmax为： lmax?Nff1EI （14-97） m当已知导体材料、形状、布置方式和应避开自振频率（一般可取fl=160Hz）时，由式（14－97）计算导体不发生共振的最大绝缘子跨距lmax，当所取绝缘子跨距l 例14－7选择某电厂10kV配电装置的汇流母线，已知该母线的Imax= 3464A，三相导体水平布置，相间距离a＝0.75m，绝缘子跨距为1.2m。母线保护时间为0.05s，断路器的全开断时间为0.2s，母线短路电流I??＝51kA，Itk2＝41kA，Itk＝34kA，环境温度+30℃，铝导体的弹性模量E＝7×1010Pa。 解：（1）按长期发热允许电流选择导体的截面。查附录Ⅰ－2，选用3条125mm×l0mm矩形导体，Ia1＝3903A，Ks＝1.8，查附录Ⅰ－5查出温度修正系数K0＝0.94，则 Ia130 C?0.94?3903?3669 (A) ＞ 3464（A）（2）热稳定校验。短路持续时间为 tk?tpr?tab＝0.05+0.2＝0.25（s） 周期分量的热效应 329