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导体和电气设备的选择与校验的案例分析综述目录1.1断路器的选择与校验 (1)1.2隔离开关的选择与校验 (4)1.3电压互感器的选择 (6)1.4电流互感器的选择与校验 (6)1.5导体的选择与校验 (9)1.6避雷器的选择与校验 (11)尽管在供电系统中导体和电气设备的功用和工作要求都多种多样,其选型方式也不相同,但对他们都有一致的基本规定,只要导体和电气设备都能够顺利地动作,就应该按一般工作要求选型,按短路情况校验。
1.1断路器的选择与校验1.1.1断路器的选择与校验的一般规则1.种类和型式的选择①SF6断路器选择不能点燃并具有优异绝缘和灭弧特性的SF六气体用作灭弧材料,产生优异的开断特性。
SF六型剩余电流断路器的运行安全性较高,适合于各种电压级别,尤其在高压、超高压系统和特高压供电装置中获得最普遍的运用。
②真空断路器使用最大真空度的高技术强度灭弧,由于具备灭弧持续时间快、低噪声、高延寿和可频繁使用的优势,已在世界35kV及以下供电装置中得到了最普遍的应用。
2.额定电压和电流选择额定电压U N⩾U SN额定电流I N⩾I max3.开断电流选择高压断路器在较低额定值电压下,开断电压可能增加,因受到灭弧设备机械操作力度的影响,所以开断电压仍有某个极端值,该极端值也就是控制开断电压,即高压断路器的开断电压还没有达到控制开断电压。
在小型工厂的变电所使用中、慢速线路,由于开断持续时间较长(≥0.1s),因此短接的电压非周期分量衰减较多,应不计非周期分数损失,但通过起始的暂态输出电流I''校验,即INbr≥I''4.短路关合电流的选择在剩余电流断路器合闸运行以前,如果线路上已出现过短路故障,那么在剩余电流断路器的合闸操作过程中,动、静态触头之间若在未接触时就有大量的短路电压经过(预击穿),更易于引起熔断导致破坏。
断路器的短路关合电流I Ncl不应小于冲击电流最大值I sℎ，即i Ncl≥isℎ1.短路热稳定和动稳定校验短路热稳定和动稳定的校验式分别为为I t2t>Q k，i es>i sℎ1.1.2 110kV侧断路器的选择与校验额定电压U N⩾U SN=110kV额定电流kI N⩾I max=1.05⋅N√3U =1.05×√3×110=275.56A温度修正I=I maxk=268.84A(k=1+(40−θ)×0.5%=1.025)查表选择断路器型号 LW11-110，详情见表5-1。
电气设备选择与校验原则与方法1. 需求分析：在选择电气设备之前，需要进行充分的需求分析，确定设备的使用场景、功能要求和技术规范。
2. 标准符合性：在选择电气设备时，需要注意设备是否符合相关的国家标准、行业标准和认证要求，确保设备的安全性和可靠性。
3. 技术性能：在选择电气设备时，需要重点关注设备的技术性能指标，如额定电压、额定电流、绝缘等级、防护等级等，确保设备能够满足实际的使用需求。
4. 质量认证：在选择电气设备时，需要考虑设备的质量认证情况，选择具有良好声誉和高质量认证的供应商和品牌，确保设备的质量可靠。
5. 制造商信誉：在选择电气设备时，需要考虑设备制造商的信誉和资质，选择有一定行业知名度和良好信誉的制造商，确保设备的可靠性和售后服务。
6. 供应链管理：在选择电气设备时，需要仔细管理供应链，选择可靠的供应商和供货渠道，确保设备的来源可靠和合法。
7. 安全性考量：在选择电气设备时，需要重视设备的安全性考量，如过载保护、漏电保护、防火防爆等功能，确保设备在使用过程中能够确保人员和设备的安全。
总的来说，选择和校验电气设备需要综合考虑设备的技术性能、质量认证、制造商信誉和安全性考量等因素，确保所选设备能够满足实际需求，并具备良好的可靠性和安全性。
选择和校验电气设备是任何电气工程项目中至关重要的一环。
无论是用于工业生产、建筑施工还是日常生活，电气设备的选择和校验直接关系到项目的安全性、可靠性和长期运行的成本。
因此，下面继续讨论电气设备的选择和校验原则和方法。
8. 性价比考量：在选择电气设备时，需要考虑其性价比，即设备的性能优势和价格之间的平衡。
有时候，高价并不代表高性能，因此需要综合评估设备的性能、质量和价格，选择性价比较高的设备。
9. 耗能效率：考虑设备的耗能效率也是非常重要的，特别是在当今强调节能减排的环境下。
选择节能型设备可以减少能源消耗，降低运行成本，并且符合节能环保的社会发展趋势。
10. 专业意见：在进行电气设备选择时，如果条件允许，可以咨询专业的电气工程师或者设备专家的意见，他们将能够给予合适的建议，帮助选择更适合的设备。
第6章导体和电气设备的原理与选择6-1什么是验算热稳定的短路计算时间t k以及电气设备的开断计算时间t br？答：演算热稳定的短路计算时间t k为继电保护动作时间t pr和相应断路器的全开断时间t br之和，而t br是指断路器分断脉冲传送到断路器操作机构的跳闸线圈时起，到各种触头分离后的电弧完全熄灭位置的时间段。
6-2开关电器中电弧产生与熄灭过程与那些因素有关？答：电弧是导电的，电弧之所以能形成导电通道，是因为电弧柱中出现了大量的自由电子的缘故。
电弧形成过程：⑴电极发射大量自由电子：热电子+强电场发射；⑵弧柱区的气体游离，产生大量的电子和离子：碰撞游离+热游离。
电弧的熄灭关键是去游离的作用，去游离方式有２种：复合：正负离子相互吸引，彼此中和；扩散：弧柱中的带电质点由于热运行逸出弧柱外。
开关电器中电弧产生与熄灭过程与以下因素有关：⑴电弧温度；⑵电场强度；⑶气体介质的压力；⑷介质特性；⑸电极材料。
6-3开关电器中常用的灭弧方法有那些？答：有以下几种灭弧方式：1）利用灭弧介质，如采用SF6气体；2）采用特殊金属材料作灭弧触头；3）利用气体或油吹动电弧，吹弧使带电离子扩散和强烈地冷却面复合；4）采用多段口熄弧；5）提高断路器触头的分离速度，迅速拉长电弧，可使弧隙的电场强度骤降，同时使电弧的表面突然增大，有利于电弧的冷却和带电质点向周围介质中扩散和离子复合。
6-4什么叫介质强度恢复过程？什么叫电压恢复过程？它与那些因素有关？答：弧隙介质强度恢复过程是指电弧电流过零时电弧熄灭，而弧隙的绝缘能力要经过一定的时间恢复到绝缘的正常状态的过程为弧隙介质强度的恢复过程。
弧隙介质强度主要由断路器灭弧装置的结构和灭弧介质的性质所决定，随断路器形式而异。
弧隙电压恢复过程是指电弧电流自然过零后，电源施加于弧隙的电压，将从不大的电弧熄灭电压逐渐增长，一直恢复到电源电压的过程，这一过程中的弧隙电压称为恢复电压。
电压恢复过程主要取决于系统电路的参数，即线路参数、负荷性质等，可能是周期性的或非周期性的变化过程。
电气设备选择的一般原则按工作环境及正常工作条件选择电气设备；（1） 电气设备所处位置、使用环境、工作条件选择型号 （2） 按工作电压选择电气设备的额定电压 （3） 按最大负荷电流选择电气设备的额定电流。
按短路条件校验电气设备的动稳定和热稳定 1) 短路热稳定校验 当系统发生短路，有短路电流通过电气设备时，导体和电器各部件温度(或热量) 不应超过允许值，即满足热稳定的条件zhishang1 式中： I ∞— 短路电流的稳态值； tima —短路电流的假想时间；It — 设备在t 秒内允许通过的短时热稳定电流； t — 设备的热稳定时间。
2)短路动稳定校验当短路电流通过电气设备时，短路电流产生的电动力应不超过设备的允许应力，即满足动稳定的条件zhishang2 式中：ish ， Ish —— 短路电流的冲击值和冲击有效值;imax ，Imax —— 设备允许的通过的极限电流峰值和有效值。
3）开关电器断流能力校验对要求能开断短路电流的开关设备，如断路器、熔断器，其断流容量不小于安装处的最大三相短路容量，zhishang3 式中：， — 三相最大短路电流与最大短路容量； ， — 断路器的开断电流与开断容量。
.N W N U U ≥N c I I ≥高压开关电器的选择☐ 高压断路器、高压熔断器、高压隔离开关和高压负荷开关 1）根据使用环境和安装条件选择设备型号；2）正常工作条件下，选择设备额定电压和额定电流 3） 按最大可能的短路电流校验动稳定性和热稳定性zhishang44）开关电器断流能力校验例5-1 ：试选择某35KV 户内型变电所主变压器二次侧高压开关柜的高压断路器，已知变压器35/10.5KV ，5000KV A ，三相最大短路电流3.35KA ，冲击短路电流8.54KA ，三相短路容量60.9MV A ，继电保护动作时间1.1S 。
解:1）变压器工作环境选择类型：户内，故选择户内少油断路器 2）二次侧线路电压选择断路器额定电压，变压器二次侧的额定电流来选择断路器额定电流；3）高压断路器动稳定和热稳定性校验4）利用最大开断电流校验高压断路器断流能力高压断路器选择校验表 jianbiao 高压隔离开关的选择☐ 只用于电气隔离而不能分断正常负荷电流和短路电流，不需校验其断流能力。
供配电设备及导线的选择校验知识1. 引言供配电设备及导线的选择是电气工程中非常重要的一环。
合理的选择和校验能够确保电力系统的正常运行和安全性。
本文将介绍供配电设备及导线选择的相关知识和校验方法。
2. 供配电设备的选择供配电设备的选择是电力系统设计的首要环节。
以下是供配电设备选择的几个关键因素：2.1. 负荷需求供配电设备的选择需要根据实际负荷需求进行。
首先需要确定负荷类型（如照明、动力、空调等），然后根据负荷类型计算出相应的功率需求。
根据负荷的特性和用电设备的运行要求，选择合适的供配电设备。
2.2. 电压等级电压等级是供配电设备选择的重要指标。
根据电力系统的规模和电力负荷的需求，选择合适的电压等级。
常见的电压等级有低压（LV）、中压（MV）和高压（HV）。
2.3. 安全要求供配电设备的选择需要考虑安全要求。
根据国家和行业标准，选择符合安全要求的供配电设备。
例如，保护装置、开关设备、安全开关等。
2.4. 经济性供配电设备的选择还需要考虑经济性。
根据项目的预算和经济效益分析，选择具有良好性价比的供配电设备。
3. 导线的选择导线是供电系统中负责传输电能的重要组成部分。
以下是导线选择的几个关键因素：3.1. 电流载荷导线的选择需要根据实际的电流载荷进行。
根据负荷的需求和电流的大小，选择合适的导线截面积。
根据国家和行业标准，确定导线的额定电流和导线的截面积。
3.2. 电压等级导线的选择还需要考虑电压等级。
根据电力系统的电压等级，选择合适的导线绝缘等级和导线材料。
3.3. 距离和电阻导线的选择还需要考虑导线的距离和电阻。
根据导线的长度和电阻的要求，选择合适的导线材料和导线的截面积。
3.4. 环境条件导线的选择还需要考虑环境条件。
根据导线的使用环境，选择具有良好耐热、耐腐蚀、耐老化等性能的导线。
4. 供配电设备及导线的校验为了确保供配电设备及导线的安全和有效运行，需要进行校验工作。
以下是供配电设备及导线的校验内容：4.1. 负荷测试对供配电设备进行负荷测试，验证设备的电能传输能力是否符合设计要求。
第6章电气设备及导线截面的选择和校验
本章首先讲述高低压一次设备选择和校验的一般条件和具体项目，最后讲述导线及电缆截面的选择和校验（关于母线的短路稳定性校验见3.4.4）。
第6章电气设备及导线截面的选择和校验
6.1互感器的选择和校验电气设备的选择和校验导线和电缆截面的选择和计算
6.26.3
6.1 电器设备的选择和校验
高压一次设备的选择，必须满足一次电路在正常条件下和短路故障条件下工作的要求，同时设备应工作安全可靠，运行维护方便，投资经济合理。
电气设备按正常工作条件进行选择，就是要考虑电气设备装设的环境条件和电气。
要求：环境条件是指电气设备所处的位置（户内或户外）、环境温度、海拔高度以及有无防尘、防腐、防火、防爆等要求；电气要求是指电气设备对电压、电流、频率等方面的要求；对开关类电气设备还应考虑其断流能力。
电气设备按短路故障条件下进行校验，就是要按最大可能的短路电流校验设备的动、热稳定度，以保证电气设备在短路故障时不致损坏。
高压一次设备的选择校验项目和条件如表6-1中所示。
另外，高压开关柜与低压配电屏的选择，应满足变配电所一次电路供电方案的要求，依据技术经济指标，选择出合适的型式及一次线路方案编号，并确定其中所有一、二次设备的型号规格。
在向开关电器厂订购设备时，还应向厂家提供一、二次电路图纸及有关技术资料。
低压一次设备的选择，与高压一次设备的选择一样，必须满足在正常条件下和短路故障条件下工作的要求，同时设备应工作安全可靠，运行维护方便，投资经济合理。
低压一次设备的选择校验项目见表6-1所列。
表6-1高低压电气设备选择校验的项目及条件
电气设备名称
正常工作条件选择短路电流校验
电压（kV）电流（A）断流能力（kA）动稳定度热稳定度
高低压熔断器√√√××高压隔离开关√√×√√低压刀开关×√√——高压负荷开关√√√√√低压负荷开关√√√××高压断路器√√√√√低压断路器√√√——电流互感器√√×√√电压互感器√××××电容器√××××母线×√×√√电缆、绝缘导线√√××√支柱绝缘子√××√×套管绝缘子√√×√√
选择校验的条件电气设备的额定电
压应大于安装地点
的额定电压电气设备的额定电
流应大于通过设备
的计算电流
开关设备的开断电
流（或功率）应大
于设备安装地点可
能的最大开断电流
（或功率）
按三相短路冲击电流
值校验
按三相短路稳态
电流值校验
注：⒈表中“√”表示必须校验，“×”表示不必校验，“—”表示可不校验。
⒉选择变电所高压侧的电气设备时，应取变压器高压侧额定电流。
⒊对高压负荷开关，最大开断电流应大于它可能开断的最大过负荷电流；对高压断路器，其开断电流（或功率）应大于设备安装地点可能的最大短路电流周期分量（或功率）；对熔断器的断流能力应依据熔断器的具体类型而定；对互感器应考虑准确度等级；对补偿电容器应按照无功容量选择。
6.2 互感器的选择和校验
6.2.1 电流互感器的选择与校验
1、电流互感器应按以下条件选择：
（1）电流互感器的额定电压应大于或等于所接电网的额定电压。
（2）电流互感器的额定电流应大于或等于所接线路的额定电流。
（3）电流互感器的类型和结构应与实际安装地点安装条件相适应。
（4）电流互感器应满足准确度等级的要求。
为满足电流互感器准确度等级的要求，其二次侧所接负荷容量S 2不得大于规定准确度等级所对应的额定二次容量S 2N ，即
S 2N ≥S 2
电流互感器的二次负荷S 2按下式计算
S 2=()
XC WL i
N
N R R Z
I Z I ++≈∑2
2222式中，I 2N 为电流互感器二次侧额定电流，一般为5A ；∣Z 2∣为电流互感器二次侧总
阻抗；∑∣Z i ∣为二次回中所有串联的仪表、继电器电流线圈阻抗之和，可由相关的产品样本查得；R WL 为电流互感器二次侧连接导线的电阻；R XC 为电流互感器二次回路中的接触电阻，一般取0.1Ω。
6.2.2 电压互感器的选择与校验
电压互感器应按以下条件选择：
1、电压互感器的额定电压应大于或等于所接电网额定电压。
2、电压互感器的类型应与实际安装地点的工作条件及环境条件相适应。
3、电压互感器应满足准确度等级的要求。
4、为满足电压互感器准确度等级的要求，其二次侧所接负荷容量S 2不得大于规定准确度等级所对应的额定二次容量S 2N ,即
S 2N ≥S 2
其中S 2=
∑∑+2
2)()(u u Q P 式中，∑Pu 为所接测量仪表和继电器电压线圈消耗的有功功率之和；∑Qu 为所接测量仪表和继电器电压线圈消耗的无功功率之和。
由于电压互感器一、二次侧均有熔断器保护，因此不需校验动、热稳定度。
6.3 导线和电缆截面的计算
选择导线和电缆截面的条件：
发热条件、电压损耗条件、经济电流密度、机械强度
6.3.1 按发热条件选择导线和电缆截面
导线和电缆在通过正常最大负荷电流即计算电流时产生的发热温度，不应超过其正常运行时的最高允许温度。
1、三相系统相线截面的选择
其允许载流量不小于通过相线的计算电流，即：30
I I al ≥如果环境温度偏差较大时，考虑温度校正系数：
'
0θθθθθ--=al al K 导线允许载流量可查附表16、17、18
2、中性线（N 线）截面的选择三相四线制中性线：ϕA A 5.00≥两相三线及单相线路：ϕ
A A =0
3、保护线(PE 线)截面的选择
保护线要考虑三相系统发生单相短路故障时单相短路电流通过时的短路热稳定度,截面不同要求不同。
2
16mm A PE
≥当时:
ϕ
A A PE ≥当时：2
35mm ＞A ϕ2
16mm A ≤ϕϕ
A A PE 5.0≥2
2
3516mm ＜A mm ≤ϕ当时：4、保护中性线(PEN 线)截面的选择
保护中性线兼有保护线和中性线的双重功能，因此PEN 线截面选择应同时满足上述PE 线和N 线的要求，取其中的最大截面。
6.3.2 按经济电流密度选择导线和电缆的截面
导线或电缆的截面越大，电能损耗越小，但是线路投资、维修管理费用和有色金属消耗量都要增加。
按照年运行费用最小的原则计算：年折旧费维护费十年电能损耗费。
曲线1线路的年折旧维护费，曲线2线路的年电能损耗费，曲线3线路的年运行费用。
经济截面
ec
ec j I A 30
35kV 及以上的高压线路及35kV 以下的长距离、大电流线路例如较长的电源进线和电弧炉的短网等线路，其截面宜按经济电流密度选择。
6.3.3 按允许电压损耗选择导线和电缆截面
导线和电缆在通过正常最大负荷电流时产生的电压损耗，不应超过其正常运行时允许的电压损耗。
一般线路允许损耗不超过5%。
1、集中负荷三相线电压损耗计算计算原理如图所示：
ec j 线路类别导线材质年最大有功负荷利用小时3000h 以下3000～5000h
5000h 以上架空线路铜 3.00 2.25 1.75铝 1.65 1.150.90电缆线路
铜 2.50 2.25 2.00铝
1.92
1.73
1.54
经济电流密度可查下表：
带有两个集中负荷的三相线路
a)单线电路图b)线路电压降相量图
电压损耗N x r U Q P U )(+∑=∆对于无感线路1cos =ϕN
AU pL U γ)(∑=∆2、均匀分布负荷的三相线路电压损耗的计算
)2
(3210L L IR U +=∆3、按机械强度选择截面
导线和电缆截面不应小于其最小允许截面，如附录所列。
根据设计经验：一般10kV 及以下的高压线路和低压动力线路，通常先按发热条件来选择导线和电缆截面，再校验其电压损耗和机械强度。
低压照明线路，因其对电压水平要求较高，通常先按允许电压损耗进行选择，再校验其发热条件和机械强度。
对长距离大电流线路和35kV 及以上的高压线路，则可先按经济电流密度确定经济截面，再校验其他条件。
