配网中载流导体和高压电气设备的选择

配网中载流导体和高压电气设备的选择

程瑞郭智毅

（安阳优创电力设计院有限责任公司）

摘要：载流导体和高压电气设备是电力系统重要的电气设备，不同的高压电气设备有不同的技术特点和性能，其结构不同，使用成本也不同；在实际应用中，如何选用高压电气设备，供电企业应根据技术要求、使用环境、经济状况选用不同类型和不同型号的高压电气设备。基于此，本文主要对配网中载流导体和高压电气设备的选择进行分析探讨。

关键词：配网；载流导体；高压电气设备；选择

1、前言

随着电力电子装置在配网中应用得越来越多，频繁启动的冲击性负荷对电网造成的无功冲击和高次谐波污染等危害非常严重，故有必要对这些冲击性负荷进行动态补偿。因电力电子静态无功补偿通常连接在系统中低压负荷侧，导致该区域电流越发增大，对导体和高压电气的选择势必增加了难度。

2、高压电气设备的基本要求

2.1对载流导体和电器的基本要求

各种电器和载流导体虽然由于用途不同而具有特定的参数，但它们却具有承受电压和有电流通过的共同特点，因此存在共同的基本要求：1）在正常工作电流长期通过或短路电流短时通过时，发热温度都不应超过允许限度；2）能承受短路电流所引起的电动力；3）具有一定的绝缘水平，能承受运行中的长期工作电压和可能发生的短时过电压。

2.2高压电气设备选择的一般方法

电力系统的各种电气设备的作用和工作条件并不一样，它们的具体选择方法也不完全相同，但对它们的基本要求却是一致的，因此，对各种电气设备必须按正常工作条件进行选择，并且按短路情况校验其热稳定和动稳定的基本方法。

2.2.1按正常工作条件选择电器

正常工作条件是指电器的额定电压和额定电流，额定电压的选择，电器的额定电压就是铭牌上标出的电压。另外，电器还有最大工作电压，电器长期运行所允许的最大电压。制造厂对电器、绝缘子、电缆等都规定了它们的额定电压和最大工作电压。选择时必须使电器装置点的电网额定电压不应超过电器的额定电压。电器的额定电流是指在额定周围环境温度下，长时间内电器所能允许通过的电流。选择电器时应满足额定电流不小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流。为使电器能适应地区的温度变化，选择电器时，还应考虑电器的装置环境。屋外配电装置的电器，经常受到风、霜、雨露、霜冰、灰尘和有害气体等的影响，工作条件比屋内配电装置的电器要差得很多，因此，电器常制成屋内装置和屋外装置两种。

2.2.2按短路情况校验电器的热稳定和动稳定

通过短路电流愈大，电器受到的影响愈严重。选择通过电器的短路电流为最大的那些点为短路计算点。校验电器的热稳定和开断能力时，还必须正确估计短路的计算时间。短路计算时间t为相应的继电保护动作时间t1和断路器分闸时间t2之和，即

t=t1+t2

t1是指主保持动作时间。如果主保护有死区时，应使用后备保护动作时间，此时，应采用相应死区内的短路电流值。

短路热稳定校验。短路热稳定校验就是要求所选的电器，当短路电流通过时，其最高温度不应超过制造厂规定的短路时发热最高允许温度。

电动稳定校验。电动稳定是指电器承受短路电流引起的机械效应的能力，在校验时，须用短路电流的最大值与制造厂规定的设备允许通过的动稳定电流进行比较。

ish≤ip

或Ish≤ip

式中ish、Ish———短路冲击电流幅值及其有效值

Ip、ip———设备允许通过的动稳定电流的峰值及其有效值

但以下几种情况可以不校验热稳定或动稳定：

熔断器保护的电器，其热稳定由熔断器时间保证，故可不校验热稳定。"采用有限流电阻的熔断器保护的设备，可不校验动稳定。装设在电压互感器回路中的裸导体和电器可不校验动稳定、热稳定。

3、各种设备的选择

根据当地的环境条件进行选择各种设备。

3.1载流导体的选择与校验

3.1.1导体的选型

导体分为硬导体和软导线。硬导体分为矩形、槽形和管形，一般常用矩形导体。软导线常用钢芯铝绞线。

选择导体型式，要考虑以下几点：电流分布均匀、机械强度高、散热良好、安装检修简单、连接方便等。选择方法有两种，一是按回路持续工作电流选择，一是按经济电流密度选择。

在空气中含盐量较大的沿海地区或周围气体对铝有明显腐蚀的场所，应尽量选用防腐型导体。当负荷电流较大时，应选择较大截面的导体。

3.1.2按短路情况来校验高压电气设备的动稳定和热稳定

短路热稳定校验，短路电流通过时，导体和电器各部件温度应不超过允许值。热稳定校验应选择两相短路和三相短路中最严重的一种作为计算依据。

3.2断路器的选择与校验

3.2.1断路器的作用

断路器可用来接通或断开电路的正常工作电流、过负荷电流或短路电流，有灭弧装置，是电力系统中最重要的控制和保护电器。

3.2.2断路器的选择

断路器种类和形式的选择应根据环境条件、使用技术条件及各种断路器的不同特点进行选择。真空断路器、SF6断路器在技术性能和维护方面有明显优势，深受用户欢迎，是发展方向。

3.3隔离开关的选择

3.3.1隔离开关的作用

隔离开关：在检修设备时隔离电压，进行电路的切换或断开小电流电路。它没有灭弧装置，一般只有电路断开的时候才操作。

3.3.2隔离开关的选择

隔离开关种类的选择应根据配电装置的特点、使用要求及经济技术条件进行选择。按额定电压选择，其额定电压满足Un>=Uns，按额定电流选择，Ial=Kin>=Imas（K为温度修正系数）。隔离开关额定关合电流选择，为保证断路器在关合电流时的安全，不会引起触头熔接和遭受电动力的破坏，应满足：Inel>=Ish（KA）。

3.4电流互感器的选择和校验

电流互感器的作用是通过变换电流，为测量仪表和继电保护装置供电。

根据安装地点、安装方式、产品情况来选择电流互感器的型号。电流互感器准确级根据所供仪表和继电设备的用途来考虑。

一次回路额定电压应满足Un>=UnsIal=Kin!>=Imax（A）。K为温度修正系数；Ini电流互感器一次额定电流（A）。电流互感器额定二次电流有5A和1A两种。一般弱电系统用1A，强电系统用5A。

热稳定校验只需对本身带有一次回路的导体的电流互感器进行。电流互感器的热稳定能力，常以1s允许通过的热稳定电流It表示。电流互感器的动稳定性校验，内部稳定性校验要求Ies>=Ish（KA）。

3.5电压互感器的选择

电压互感器的作用是通过变换电压，为测量仪表和继电保护装置供电。

根据安装地点、安装方式、产品情况来选择来选择电压互感器的型号。电压互感器准确级根据所供仪表和继电设备的用途来考虑。

额定电压的选择：对于三相电压互感器，一次电压为系统额定电压，二次电压为100V，第三绕组电压为100/3V。

4、结语

在配网的建设中，只要加强对配电设备的选择，严格按照上面提到的选择方法和注意问题进行选择，就可以提高设备运行的水平，减少事故发生。

参考文献

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