4 导体和电器的选择
4.1 一般规定
4.1.1 选用电器的最高工作电压不得低于所在系统的系统最高运行电压值,电压值的选取应符合现行国家标准《标准电压》GB 156的有关规定。
原规范第4.0.1条的部分修改条文。在按电压选择电器时,在中性点非有效接地系统中,应满足线电压的要求。
4.1.2 选用导体的长期允许电流不得小于该回路的持续工作电流。屋外导体应计其日照对载流量的影响。长期工作制电器,在选择其额定电流时,应满足各种可能运行方式下回路持续工作电流的要求。
原规范第4.0.1条的部分修改条文。导体、电气设备的选择,应满足在当地环境条件下正常运行、安装维修、短路和过电压工况的安全要求。
在按电流选择导体和电气设备时,确定回路的持续工作电流,应考虑检修时和事故时转移过来的负荷,可不计及在切换过程中短时可能增加的负荷电流。
选择屋外导体时,应考虑日照的影响,计算导体日照的附加温升时,日照强度取0.1W/cm2,风速取0.5m/s。
日照对屋外高压电气设备的影响:在制造部门已明确高压电气设备用于屋外时,可按电气设备额定电流选择设备;当未明确高压电气设备用于屋外时,可按电气设备额定电流的80%选择设备。
4.1.3 验算导体和电器动稳定、热稳定以及电器开断电流所用的短路电流,应按系统10~15年规划容量计算。
确定短路电流时,应按可能发生最大短路电流的正常接线方式计算。可按三相短路验算,当单相或两相接地短路电流大于三相短路电流时,应按严重情况验算。
原规范第4.0.4条的修改条文。《国家电网公司电网规划设计内容深度规定》(试行)规定:“电网规划设计包括近期、中期、长期三个阶段,并遵循‘近细远粗、远近结合’的思路开展工作。设计年限宜与国民经济和社会发展规划的年限相一致,近期规划5年左右,中期规划5~15年左右,长期规划15年以上。近期规划侧重于对近期输变电建设项目的优化和调整;中期规划侧重于对电网网架进行多方案的比选论证,推荐电网方案和输变电建设项目,提出合理的电网结构;长期规划侧重于对主网架进行战略性、框架性及结构性的研究和展望。”
根据上述规定,考虑多年来的运行实践,本规范对原条文作了修改,仅提出应考虑系统的远景发展规划。即《国家电网公司电网规划设计内容深度规定》(试行)中的规定:一般情况下可按本工程预期投产后5~15年的发展规划考虑。
在一般情况下,三相短路电流较单相、两相短路电流为大,但发电机出口的两相短路或在中性点有效接地系统、自耦变压器等回路中,单相、两相接地短路可能比三相短路严重。因此,本条规定了当单相或两相接地短路电流大于三相短路电流时,应按严重情况验算。
4.1.4 验算导体短路电流热效应的计算时间,宜采用主保护动作时间加相应的断路器全分闸时间。当主保护有死区时,应采用对该死区起作用的后备保护动作时间,并应采用相应的短路电流值。
验算电器短路热效应的计算时间,宜采用后备保护动作时间加相应的断路器全分闸时间。
原规范第4.0.7条的修改条文。据对断路器和继电保护装置运行情况的不完全调查,主保护拒动、断路器和操作机构拒动以及继电保护装置因扩建、调试、检修等原因停用的情况时有发生。因此,对电气设备的热稳定校验,应尽量用后备保护动作时间加相应的断路器全分闸时间。对裸导体的热效应计算时间,取主保护动作时间加相应的断路器全分闸时间。
4.1.5 采用熔断器保护的导体和电器可不验算热稳定;除采用具有限流作用的熔断器保护外,导体和电器应验算动稳定。
采用熔断器保护的电压互感器回路,可不验算动稳定和热稳定。
原规范第4.0.8条的修改条文。目前使用的高压熔断器大多为带限流作用的熔断器,用限流熔断器保护导体和电气设备时,应根据限流熔断器的切断电流特性来校验额定峰值耐受电流,并根据熔断器的最大动作焦耳积分来校验额定短时耐受电流。当弧前时间较长时,亦可直接用熔断器的时间-电流特性曲线来进行校验。
对电压互感器回路不验算动、热稳定的原因是:回路额定电流很小,熔丝截面小,熔断时间极快,且电压互感器绝缘结构比较可靠,回路内的裸导体和电气设备发生相间短路概率较低。
4.1.6 裸导体的正常最高工作温度不应大于70℃,在计及日照影响时,钢芯铝线及管形导体不宜大于80℃。
特种耐热导体的最高工作温度可根据制造厂提供的数据选择使用,但应计其高温导体对连接设备的影响,并应采取防护措施。
原规范第4.0.11条的修改条文。随着材料技术的发展,新型高强度和高导电特种耐热导体得到越来越广泛的应用,但该新型导体允许连续工作温度随合金材料的不同而不同,因此本条增加了选用特种耐热导体的最高工作温度可根据制造厂提供的数据选择使用。
4.1.7 验算额定短时耐受电流时,裸导体的最高允许温度,硬铝及铝合金可取200℃,硬铜可取300℃,短路前的导体温度应采用额定负荷下的工作温度。
原规范第4.0.12条的保留条文。
4.1.8 按回路正常工作电流选择裸导体截面时,导体的长期允许载流量,应按所在地区的海拔高度及环境温度进行修正。
导体采用多导体结构时,应计及邻近效应和热屏蔽对载流量的影响。
原规范第4.0.13条的修改条文。环境温度影响导体的对流和辐射散热,载流量应按环境温度修正。经分析,屋内导体的环境温度修正系数仍可按原使用的公式计算,即:
式中 Kt——环境温度修正系数;
tc——导体最高允许温度(℃);
ta——实际环境温度(℃);
tn——基准环境温度(℃)。
对屋外导体,由于风速和日照的影响,按上式计算误差较大,尤其是大直径导体在高环境温度时相差更大。环境温度修正系数不仅与气象条件有关,也与导体外径有关。可根据《导体和电器选择设计技术规定》DL/T 5222中的有关要求进行修正。
海拔对导体载流量也颇有影响。随着海拔高度的提高,环境温度有所降低,但日照的增强和空气密度降低(后者使对流散热减弱)影响了屋外导体的热平衡,故也应予以修正。
导体采用多导体结构时,因为电流分布不均匀,间隙的散热条件恶化,将影响载流量。另外,若导体的相间距离太小,由于邻近效应将增加交流电阻,从而也要降低载流量,故需考虑邻近效应和热屏蔽对载流量的影响。
4.1.9 正常运行和短路时,电气设备引线的最大作用力不应大于电气设备端子允许的荷载。屋外配电装置的导体、套管、绝缘子和金具,应根据当地气象条件和不同受力状态进行力学计算。导体、套管、绝缘子和金具的安全系数不应小于表4.1.9的规定。
表4.1.9 导体、套管、绝缘子和金具的安全系数
注:1 表中悬式绝缘子的安全系数系对应于1h机电试验荷载;若对应于破坏荷载,安全系数应分别为5.3和3.3。
2 硬导体的安全系数系对应于破坏应力;若对应于屈服点应力,安全系数应分别为1.6和1.4。
原规范第4.0.15条的保留条文。短时作用的荷载,系指在正常状态下长期作用的荷载与在安装、检修、短路、地震等状态下短时增加的荷载的综合。
管型母线的支柱绝缘子,除校验抗弯机械强度外,尚需校验抗扭机械强度。其安全系数可取正文所列数值。
原规范第4.0.15条的保留条文。短时作用的荷载,系指在正常状态下长期作用的荷载与在安装、检修、短路、地震等状态下短时增加的荷载的综合。
管型母线的支柱绝缘子,除校验抗弯机械强度外,尚需校验抗扭机械强度。其安全系数可取正文所列数值。
原规范第4.0.15条的保留条文。短时作用的荷载,系指在正常状态下长期作用的荷载与在安装、检修、短路、地震等状态下短时增加的荷载的综合。
管型母线的支柱绝缘子,除校验抗弯机械强度外,尚需校验抗扭机械强度。其安全系数可取正文所列数值。
4.1.10 配电装置中的绝缘水平应符合现行国家标准《工业与民用电力装置的过电压保护设计规范》GBJ 64 的有关规定。
原规范第4.0.3条的保留条文。