如果量值相等，过负荷电流与短路电流危害还有什么不同

dqaq

       这是坛友们经常讨论的一个问题，背景是能否用长延时脱扣器替代瞬时或短延时脱扣器，做回路的单相短路保护。

       为简化问题，仅就过负荷与单相短路作比较。
       1、过负荷是无绝缘破坏条件下的过电流，后果是绝缘温度上升，一般将绝缘到达塑性软化视为破坏。
       2、单相短路是绝缘破损导致的过电流，除了绝缘软化、碳化等不可逆的破坏（即所谓的热稳定性破坏）外，还有两种现象，以及这两种现象带来的多种危害。
       1）绝缘破损处局部高温的电热效应危害，以及电弧、电火花等明火的引燃危险。局部高温除了灼伤人员（可能性较小）外，也可能引发火灾，或分解物质产生可燃气体，或使得物质的可燃性增加。
       2）短路故障点负荷侧，健全相对N线出现过电压，倍数为1.32或1.45倍，分别对应于N线等截面和半截面。这个过电压至少有两个确定的危害：（1）使得用电设备发热增加2倍左右；（2）使得差模保护的SPD过热。这两者的最终后果，取决于短路电流持续时间。所谓的5s，也与之有关。
       结论是：哪怕电流量值相同，短路的危害范围和途径，既有与过负荷重叠的部分，也有远大于过负荷的部分。

dqaq

危害的范围：过负荷只危害变配电设备和线缆的绝缘，短路还危害用电设备、保护器件和环境。
危害的途径：过负荷只通过温升途径产生，短路还通过明火、过电压、制造可燃物质等途径产生。

轻云舟

谢谢老师，请问为什么短路故障时，健全相对N线出现过电压，倍数为1.32或1.45倍？

我画了一个简图。假设C相在a处于N线短路，那么ab处的将承载线电压，那也应该是1.732倍啊，为什么您说是1.32或者1.45呢，还跟N线的粗细有关。老师这里我不太明白

dqaq

a点到N点，短路电流在N线上的压降不能忽略。

dqaq

给个详细点的分析。

轻云舟

明白了，谢谢老师！

wangguichao66

dqaq大神所言极是。

即使是路灯这种长距离小功率供电的特殊环境，
电气工程师还是要想各种办法满足短路保护灵敏度要求，
对于L-N短路，
除了常见的加大线径（通常是最不经济的做法、不推荐）、采用B型断路器、采用带短延时的断路器之外，
还有人直接在长线路中间串接动作电流值小是断路器（或熔断器）来达到目的，
经济合理的办法总是有的。

zy456132

那你前端断路器选多大的？断路器和电缆都是配比好的，这种问题就是杞人忧天

mofei0312

这种情况是不是有点极端呢，正常过负荷电流都比短路电流小，假设是相等，如果校验热稳定性满足的话，看了看好像基本都满足，是否过负荷保护也可以保护到短路情况，是不这个相等的情况有点太极端了

wangguichao66

zy456132 发表于 2024-4-1 12:17
那你前端断路器选多大的？断路器和电缆都是配比好的，这种问题就是杞人忧天 ...

断路器和电缆都是配比好的？
还有这种说法

说到底，
电气保护的出发点就是尽快切除故障，
例如800米长的路灯回路，导线截面全程不变的情况下，
在400米处增加个能满足短路保护灵敏度的小断路器（比如20A的C型微断，保护400米25mm2导线），
有何不可？

其实这个也不在N年前的探讨路灯供电的文章里就有人提到过。

wangguichao66

再补充一下，
这种中间增设断路器是同一线路上为保证末端短路灵敏度的特殊措施，
并不像常规的上下级配电断路器之间还要考虑选择性的问题。

?_446231510

短路的危害范围和途径大于过负荷保护，并不能说明“长延时脱扣器替代瞬时或短延时脱扣器”的方案不可行。规范对短路电流的保护要求是停留在热稳定校验层面的，对于电弧电火花防护的相关要求要低很多，电弧电火花的300mA限值，基本要采用剩余电流保护电器才能有效防护。
如果完美的电气防护是100分，“长延时脱扣器替代瞬时或短延时脱扣器”就是满足规范最低要求的60分，配置可靠的“瞬时或短延时脱扣器”得到70分，配置剩余电流防护可能达到80分。
但是电气设计的衡量标准并不是只有“安全性”一个维度，还有“可靠性”和“经济性”两个维度同样重要。

zy456132

wangguichao66 发表于 2024-4-1 15:35
断路器和电缆都是配比好的？
还有这种说法

800m要做分箱了吧

mofei0312

如果短路电流很小，(极端情况)都和过负荷一样大了，过负荷保护应该是能开断这个电流的，但是不能保证5S内开断,所以不满足短路保护的要求，即过负荷在未经验证的情况下， 不能用做短路保护。至于楼主讲的两种电流一样大的话危害有什么不同，学习了

dqaq

我想说的有两个意思。
       第一个是为什么短路电流切断时间不能完全按照过负荷保护的时间特性来定。
       第二个是既然已经确定不超过5s，与短路电流持续时间有关的其他技术问题，都已将5s作为既定技术条件考虑，比如SPD的过电压耐受，用电设备的过热耐受等，还可能有其他我们都还不知道的方面。这种情况下，如果不能在5s内切断短路电流，即使线缆热稳定性依然满足，但其他方面也可能发生危害。
       上面第二个意思，说明5s已经是低压电气装置技术体系的支撑性条件之一，牵一发而动全身。在没有全面掌握它的影响面的情况下，最好别打改变它的主意。