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电路保护——电缆短路耐受能力校验

发布日期:2015/10/08已有 2303 人浏览

>>热量限制条件

除非是在距离主配电盘很近或直接从其中馈电的小横截面积电缆的情况下,电缆的热耐受能力一般不需要校验。
当短路电流时间很短时 (从十分之几秒到最大五秒),产生的所有热量都被认为保留在导线中,致使温度上升。这一加热过程被称为绝热的过程,这是一种假设,以简化计算并得出一个保守的结果,它会比实际出现的温度高,因为在实际情况中,一部分热量会离开导线而传导到绝缘层当中。
对于不大于 5s 的时间,关系式 I 2 t = k 2 S 2 描述了在几秒的时间内,允许一条横截面积为 S (单位为 mm2 ) 的导线承载 I 安培的电流,而不会使其温度上升到外绕绝缘损坏的程度。
系数 k2 见下图表 G52。

绝缘

铜导线 (Cu)

铝导线 (Al)

PVC

13225

5776

XLPE

20449

8836

图表 G52: 常数 k2 的值
该确定方法在于校验保护用断路器 (见制造商目录) 允许通过导线材料的每欧姆的热能 I2t 小于特定导线 (见下面的图表 G53) 所允许的能量。

S (mm2)

PVC

XLPE

1.5

0.0297

0.0130

0.0460

0.0199

2.5

0.0826

0.0361

0.1278

0.0552

4

0.2116

0.0924

0.3272

0.1414

6

0.4761

0.2079

0.7362

0.3181

10

1.3225

0.5776

2.0450

0.8836

16

3.3856

1.4786

5.2350

2.2620

25

8.2656

3.6100

12.7806

5.5225

35

16.2006

7.0756

25.0500

10.8241

50

29.839

13.032

46.133

19.936

图表 G53: 电缆允许的最大热压力承载值 (表示为 安2·秒·106)
举例
是否一条铜芯 4 mm2 的 XLPE 电缆用一个 iC65N 断路器保护是合适的?
图表 G53 显示,该电缆的 I2t 值为 0.3272 x 106,而断路器的最大“允通”值 (见制造商的产品目录) 明显小很多(< 0.1 x 106 A2s )。
因此,该电缆使用该断路器在全额定断路能力下进行保护是合适的。

>>电动力限制条件

对于所有类型的电路 (导线或母线线槽),有必要考虑其电动力学效应。
为耐受电动力,导体必须固定牢固,且连接必须结实紧密。
对于母线线槽及其他类型的预制路径、轨道等等,同样有必要检验其在满足承载短路电流情况下的电动力耐受能力。受断路器或熔断器限制的电流峰值必须小于预制系统的额定值。制造商通常会发表确保足够保护其产品的各种配合表和指出这类系统的主要优点。