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图2-45 第11题计算用图2-11-1 等值电路
图 图
答：
（1）网络化简
1）画等值电路图，各电抗按顺序编号，如图2-11-1。 2）电抗1、2串联电抗合并为X3，如图2-11-2。 （2）参数计算 1）各元件参数： 取Sd=500MVA，Ud=Uav 系统及双回路线电抗X1：
基准电流Id=Sd/(?3·Ud)=500/(?3×115)=2.51kA 已知K1短路时短路点的I2＝2.51kA，则X1= Id /I2=1 变压器：X2= (Ud%/100)·Sd/SN=(10.5/100)×500/30=1.75 2）电抗1、2串联电抗合并X3= X1+X2=1+1.75=2.75 （3）K2点三相短路时短路点的I2 K2点三相短路时短路点的I*2=1/2.75
基准电流Id=Sd/(?3·Ud)=500/(?3×10.5)=27.5kA K2点三相短路时短路点的I2=27.5/2.75=10 kA 第三章 导体的发热、电动力效应
1．引起导体和电器发热的原因是什么? 答：引起导体和电器发热的原因是：
（1）电阻损耗：由电阻引起，是损耗的主要形式；
（2）磁滞损耗：由交变磁场的作用引起，针对铁磁材料零配件；
图2-11-2 等值电
路化简
（3）涡流损耗：由交变磁场的作用引起，磁性或非磁性导电材料零配件均有； （4）介质损耗：由强电场的作用引起，针对绝缘材料。
2．导体和电器的发热有哪两种类型?各有什么特点?对导体和电器的工作可能造成什么影响?
答：（1）导体和电器的发热类型有：
1）长期发热状态。正常时，导体长期流过工作电流引起的发热；
特点：工作电流和发热是持续的，温度升高到某一值时，发热与散热将达到平衡。 2）短时发热状态。短路时，导体短时间流过短路电流引起的发热。
特点：①导体中流过短路电流数值大，但持续的时间很短，一般为零点几秒到几秒钟（断路器全开断时间）。
②导体的温度在短时间内上升很快，短路电流产生的热量几乎来不及向周围散热，可以看作绝热过程。
③导体温度变化很大，导体电阻值R、导体的比热容C不能看作常数，而是温度的函数。 （2）对导体和电器的工作可能造成的影响：①使导体材料的机械强度显著下降；②破坏接触连接部分的工作；③显著降低导体绝缘材料的绝缘强度。
3．为什么要规定导体和电器的发热允许温度?长期发热允许温度和短时发热允许温度是如何具体规定的?
答：（1）规定导体和电器的发热允许温度的原因：导体和电器的温度超过发热允许温度将引起很多不良后果。
1）降低机械强度。导体的温度超过一定允许值后，会导致导体材料退火，使机械强度显著下降。在短路电流产生的电动力作用下将引起导体变形，甚至使导体结构损坏。如铝和铜在温度分别超过100℃和150℃后，其抗拉强度急剧下降。
2）影响接触电阻。触头和连接部位由于温度过高，表面会强烈氧化并产生一层电阻率很高的氧化层薄膜，从而使接触电阻增加，导致温度进一步升高，形成恶性循环，直至烧红、松动甚至熔化。
3）降低绝缘强度。温度超过允许值时，绝缘材料将加速老化，丧失原有的机械性能和绝缘性能，甚至引起绝缘击穿、直至烧毁。
（2）长期发热允许温度和短时发热允许温度的具体规定。
1）长期发热允许温度的具体规定。采用螺栓连接时，电器设备正常工作温度不应超过70℃。计及太阳辐射影响时，钢芯铝铰线及管形导体，按不超过80℃考虑。导体的接触面处采用搪锡处理具有可靠的过渡覆盖层时，可按不超过85℃考虑。
2）短时发热允许温度的具体规定。硬铝及铝锰合金不超过200℃，硬铜不超过300℃。 4．导体和电器正常发热计算的目的是什么?满足怎样的条件可保证它们在正常运行时的发热温度不超过允许值?
答：（1）导体和电器正常发热计算的目的：根据电器及导体的工作和发热状况，计算可能达到的最高工作温度，选择合适的额定电流。
（2）保证在正常运行时，发热温度不超过允许值的条件是：额定电流小于允许载流量。 5．导体和电器短路时发热计算的目的是什么?满足怎样的条件可使它们在短路时保证是热稳定的? 答：（1）导体和电器短路时发热计算的目的：校验短路时发热的稳定。
（2）在短路时，保证是热稳定的条件是：当短路过程结束时的温度qk不大于导体材料短时发热的最高允许温度qal，即
qk≤qal
则认为该导体在此短路条件下是热稳定的。
或者，导体短时热稳定条件是：截面大于最小截面，
（---短路电流热效应值）
电器的短时热稳定条件是：
（——秒内允许通过的短时热电流(或短时耐受电流)。）
6．如何计算短路电流周期分量和非周期分量的热效应?
答：短路电流周期分量的热效应的计算：
短路电流非周期分量的热效应的计算：
7．导体的允许载流量是如何确定的?有哪些措施能提高导体的允许载流量?
答：导体的允许载流量：
（---长期发热最高允许温度；----允许温升；----导体或电器实际温度）
为了提高导体的载流能力，可采取以下措施：
（1）导体材料宜采用电阻率小的材料，如铝、铝合金、铜等；
（2）提高导体的长期发热允许温度qal；如铝导体接头螺栓连接时qal为70℃，改为超声搪锡方法则可提高到85℃；
（3）提高导体的散热能力。导体的散热能力与导体的形状、布置方式及散热方式有关。 1）导体形状：散热表面积大为好。在相同截面积的条件下，扁矩形截面的周长大，故导体截面形状宜采用扁矩形或槽形，以获得较大的散热表面积。
2）布置方式：使散热效果最佳。矩形截面导体竖放比平放散热效果好；两半槽组成的槽形截面，立缝置于铅垂面比水平面的散热效果好。
3）散热方式：传导、对流和辐射。传导：置于液体介质中或由液体内冷的导体，主要是传导散热；对流：置于室外或采用强制通风的导体，主要是对流散热；辐射：由温度高的物体向周围的自然散热过程。置于室内空气中的导体，辐射和对流是它的主要散热方式。由于油漆的辐射系数较大，所以室内硬母线都涂上油漆：A相-黄色、B相-绿色、C相-红色。这样除了加强散热，还便于相序的识别。
8．电动力对导体和电器的运行有哪些危害?
答：正常工作时，电流不是很大，电动力也不大，短路时电动力很大，产生的危害也很大：
（1）由于电动力作用，电器产生振动；
（2）载流导体变形，损坏载流部件或损坏绝缘部件 （3）电磁绕组变形，损坏电器设备，如变压器绕组。
9．三相同平面布置的平行导体短路时，哪一相受到的电动力最大?其数值应如何计算?
答：当三相母线安装于同一平面时，中间相母线所受的电动力最大（约比边相母线受力大7％）。在三相短路冲击电流作用下，中间相母线所受的最大电动力为
（N）
式中：ish——三相短路冲击电流，kA；
L——两支持绝缘子之间的一段母线长度，称为跨距，m； a——相邻两相导体的中心距离，m。
10．硬母线的动稳定条件是什么?若校验时动稳定条件不能被满足，可采取哪些措施加以解决? 答：硬母线满足动稳定的条件是：
dj≤dal
式中：dal——母线材料的允许应力，Pa。
dj——母线受到的最大相间应力。
若计算结果是dj>dal，则必须设法减小dj。办法是减小绝缘子跨距，令dj＝dal，得
式中：ish——冲击短路电流，kA； a——母线相间距离，m； W——母线截面形状系数，m3。
为避免水平放置的矩形母线因本身重量而过分弯曲，要求绝缘子跨距不得超过1.5～2.0m。绝缘子跨距一般等于配电装置间隔的宽度。
11．大电流母线为什么常用全连式分相封闭母线?
答：因为大电流母线常用的全连式分相封闭母线具有下列优点：
（1）运行可靠性高。母线被封装在里面，避免了外界自然环境对母线及其绝缘子的粉尘污染，消除了母线相间短路的可能性。
（2）可有效地减小母线及其附近短路时母线间的电动力。外壳与母线形成相当于1：1的空心变压器。由于外壳涡流和环流磁场对母线电流磁场的强烈去磁作用，使壳内磁场大为减弱，有效地减小了短路时母线的电动力。
（3）可显著地减小母线附近钢构的发热。 （4）外壳多点接地，可保证人体触及时的安全。 （5）维护工作量较小。