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第五章　电器选择 本章学习方法指导 通过本章学习，应了解电器元件选择的一般方法；掌握均匀截面导体热发热及电动力计算方法；掌握断路器、隔离开关、矩形母线和电流互感器的选择方法。学习电器元件选择的一般方法是了解正确选择必须满足的条件。选择断路器、隔离开关、矩形母线和电流互感器的条件是在选择电器元件选择的一般方法基础上再增加各种电器的特殊工作要求的条件。在电器选择计算中应注意个计算量的单位，若计算单位有误其计算结果可以肯定是错误的。 二、短路电流的电动力和发热 1.短路电流的最大电动力 当电力系统中发生三相短路后，三相平行导体流过三相冲击短路电流时导体之间产生最大的电动力为中间相所承受的电动力F（3），其计算公式： L F（3） =1.73 ( i(3)im (2──×10-7 (N) (5━1) a 式中：i （3）im—三相冲击短路电流，A； L—导体长度,m； a—导体相间距离，m。 使用式（5—1），当三相冲击短路电流的单位为安培(A)、导体长度与导体相间距离单位为米(或取两者单位相同)时，导体所承受的最大电动力单位为牛顿(N)；计算中应注意各物理量的单位，若三相冲击短路电流的单位为kA时，计算式中应乘以10-6其计算导体承受最大电动力的单位仍为牛顿(N)。 2.短路电流的发热 根据短路电流发热可以视为绝热过程的特点，利用导体短路时热平衡方程式的关系可以得到利用短路电流的热效应(Qk )表示短路电流产生热量大小的方法。因此，将复杂的短路电流发热计算变换为短路电流的热效应。 短路电流的热效应(Qk )计算式： J 　　Qk＝S2 (A k—A i ) (━━━) (5—2)   Ω(m4 1 或 A k＝━━Qk＋A i 　 (5—3) S2 为在实用中简化A k和A i 的计算，将常用导体材料的平均参数代入公式后，绘制成θ＝f(A)关系曲线，如图5—1所示,图中横坐标为A值,纵坐为θ值。 使用图5—1所示的曲线计算导体短路时的最高温度θk的步骤如下：首先根据运行温度θi从曲线中查出A i 之值，然后将A i 与Qk之值代入公式(5—3)中计算出A d之值，最后再根据Ad从图5—1曲线中查出θd之值。同理，当导体材料的温度θ值确定之后，从图5—1中可直接查到所对应的A值；反之，已知A值时也可从曲线中找到对应的θ之值。使用图5—1应注意，其横坐标的单位为 [J/(Ω(m4)] ， 图5—1　导体θ＝f(A)曲线 (3)短路电流的热效应Qk 计算。 短路电流的热效应Qk 为： Qk =∫0tI2dt＝∫0t(ik.p+ik. ap)2dt 式中ik.p—短路电流周期分量； ik.ap—短路电流非周期分量。 可以近似地认为短路电流的热效应Qk： Qk = Qk.p +Qk.ap （5—4） 式中QK.p—短路电流周期分量热效应； QK.ap—短路电流非周期分量热效应。 (1) 短路电流周期分量热效应QK.p 根据短路电流热效应QK.P的定义知道，QK.P =∫0tIK.P2dt。在实用计算中QK.p的计算是以近似积分计算为基础，利用辛卜生近似计算公式求得，公式如下： I”2+ 10 I2KP(t/2)+ I2K.t2 QK.P= ─────────t （5—5） 12 式中 I”─ 次暂态短路电流； IKP(t/2)—t/2秒时短路电流周期分量有效值,A； IKP.t—t秒时短路电流周期分量有效值,A； t—短路电流持续时间,t。 2) 短路电流非周期分量热效应QKaP 根据短路电流热效应QK.aP的定义知道： QK.aP =∫0tIK.aP2dt=∫0t((2I”e-(t/Ta)(2dt=TaI” 2(1- e-(2t/Ta)(=TI”2 （5—6） 式中 Ta—时间常数，Ta=XL(/R L(，XL(─短路回路总电抗，R L(—短路回路总电阻； T—短路电流非周期分量发热等效时间,实用计算可以采用表5─1所示数据。 表5─1 非周期短路电流发热等值时间T值 短路点 T值(S) t(0.1 t(0.1 厂用电回路 0.0