GB∕ T 42397-2023 考虑非绝热效应时允许短路电流的计算VIP

考虑非绝热效应时允许短路电流的计算Calculationofthermallypermissib国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会 I 2 2 38导体和金属丝屏蔽(有间隙)非绝热修正因数的计算 3 6附录A(资料性)考虑非绝热效应时允许短路电流计算方法的说明 9 表1有关数值 3表2材料热性常数 4表3导体和金属丝屏蔽简化公式计算用常数 5I1thecurrentrating—Part2-1:Thermalresistance—Calculationofther2GB/T42397—2023/IEC609n——包带层数。β——在0℃时载流体电阻温度系数的倒数，K。 E——考虑热损耗进入邻近层时的修正因数。0₁——起始温度，℃。pi—周围或邻近非金属材料的热阻系数，K·m/W。I=e×IAD……E考虑热损耗进入邻近层时的修正因数(见第8章和第9章)。绝热法计算时e=1;关于考虑非绝热效应时允许短路电流计算方法的说明见附录A。6绝热法短路电流的计算K—与载流体材料有关的数，单位为安培秒开方每平方毫米(As²/mm²),取值按表1;β0℃时载流体电阻温度系数的倒数，单位为开尔文(K),取值按表1。3GB/T42397—2023/IEC60949:19880.——20℃时载流体比热，单位为焦耳每开尔文立方米[J/(K·m³)],取值按表1;p₂o——20℃时载流体电阻率，单位为欧姆米(Q·m),取值按表1。电阻温度系数的倒数pK比热σ.电阻率pzo*钢铝3.4×10数据按照公式(3)计算得出。数据来自IEC60287-1-1。°数据来自ElectraNo.24,0ctober17短路最终温度计算 (4) (5)Isc——已知最大的短路故障电流(整个短路期间有效值),单位为安培(可认为短路电流在任意两个并联载流体间的分配比例与各自的电阻成反比。载流体的最高允许温度也不相同。应采用IEC60287-2-1的规定来计算各载流体的起始温度。8.1通则缆宜取值0.7(充油电缆取值1.0);4GB/T42397—2023/IEC60949:式中：C₁——采用非绝热公式计算时导体和金属丝屏蔽(有间隙)的常数，单位为毫米每米(mm/m),此处取值为2464;取值按表2;取值按表2;C₂——采用非绝热公式计算时导体和金属丝屏蔽(有间隙)的常数，单位为开尔文米平方毫米每焦耳(K·m·mm²/J),此处取值为1.22。表2材料热性常数热阻系数pi比热oi油聚乙烯聚氯乙烯乙丙橡胶天然橡胶内部压气电缆纸绝缘2.0×102.0×10聚氯乙烯聚乙烯5GB/T42397—2023/IEC609表2材料热性常数(续)热阻系数pi比热σ;其他部件材料：数据来自IEC60287-2-1。数据来自ElectraNo.24,October1972,p.9数据来自EPRIReportNo.EL-3104。8.2导体(实心或绞合)此时非绝热修正因数e的计算可简化为按公式(9):X——导体和金属丝屏蔽(有间隙)简化计算公式中常数，考虑热接触因数为0.7(充油电缆为1.0)时的取值按表3;Y——导体和金属丝屏蔽(有间隙)简化计算公式中常数，考虑热接触因数为0.7(充油电缆为1.0)时的取值按表3。常数(铜材质)常数(铝材质)XYXY聚氯乙烯乙丙橡胶8.3单独屏蔽线8.3.1完全嵌入式当屏蔽单线之间的空隙至少有一根单线直径而且单线全部嵌入非金属材料中时可采用单独屏蔽线常规材质产品(符合表3规定)采用8.2中的简化公式(9)计算，其他材质应采用8.1中公式(6)6(F取值为0.7)。首先按每根单线来计算短路电流，然后乘以单线根数，结果为总的短路电流。所有的公式中的载流体截面积应采用单线的截面积。8.3.2非完全嵌入式当金属丝屏蔽置于管状挤出物之下并且单线间存在着空气隙时可采用单独屏蔽线的计算方式。通常忽略薄螺旋扎带对短路电流计算的贡献。计算公式采用8.1中公式(6)(F取值为0.5)。由于屏蔽单线处于两种不同材料之间，应采用两种材料的热阻系数和比热的算术平均值来进行计算。首先按每根单线来计算短路电流，然后乘以单线根数，结果为总的短路电流。所有公式中的载流体截面积采用单线的截面积。9金属护套、屏蔽层和铠装层非绝热修正因数的计算金属护套、屏蔽层和铠装层的折算因数e计算由公式(10)给出：e=1+0.61M√E-0.069(MJE)²+0式中：M——热接触因数，单位为负二分之一次方秒(s-1/2),计算按公式(11)。式中：按表2;p₂,ps——屏蔽层、金属护套和铠装层周围介质热阻，单位为开尔文米每瓦特(K·m/W),取值按表2;除当金属层有一面与邻层完全黏合时F可取值0.9外，一般情况下F宜取值为0.7。当MJE的值计算好后，e还可从图1中得到。7GB/T42397—2023/IEC6图1金属护套、屏蔽层和铠装层的修正因数ε与M√F的关系9.2管状金属护套在绝热法计算公式中使用的截面积计算由公式(12)给出：d——护套平均直径，单位为毫米(mm)。皱纹护套平均直径的计算由公式(13)给出：D;正好与皱纹护套波谷内表面相切的假设同心圆直径，单位为毫米(mm);D——正好与皱纹护套波峰外表面相切的假设同心圆直径，单位为毫米(mm)。管状金属套结构的热接触通常是紧密的，因此热接触因数F也是统一的。当纵向搭盖不大于带宽的10%时，绝热法计算公式中所使用的截面积应采用包带的横截面积，计算由公式(14)给出。S=wồ…………w——包带宽度，单位为毫米(mm)。8GB/T42397—2023/IECS=nwồ 9GB/T42397—2023/IEC60949:1988(资料性)A.1通则热损耗进入周围介质的容许量可用一个因数来表征。既可对短路高温度修正。本文件给出的方法是改变进入周围介质的热损耗总量，保持材料的允许最高温度恒定。对于某些安装条件下已知最大故障电流的情况，本文件给出的方法也可用于反推计算最高短路A.2导体有大量的聚氯乙烯绝缘铜芯电缆理论及试验研究成果及少量纸绝缘电缆文件给出的方法是基于聚氯乙烯铜芯电缆的研究数据提出，并外推到其他类四种独立推导的理论方法和一种基于瞬态仿真的计算机方法的计算结果和现有试验数据十分热损耗进入相邻介质的非绝热修正因数e计算公式的一般形式见公式(A.1):对于聚氯乙烯电缆用这种经验公式计算的曲线与计算机软件推演的结果是一致的。经验常数A₁和B₁由导体和绝缘的比热及绝缘热阻而定。通过修改这些常数可获得其他导体和介质材料组合的计缆的有效试验数据，并可用于所有导体/其他材料组合(充油电缆F可取值为1),因此误差均在安全范考虑到实际应用中，允许短路电流增加至少5%才有现实意义。当t/S<0.1s/mm²时，导体电流A.3屏蔽和金属护套有多种解析和数值计算方法可供参考。本文件给出的方法是从已有最高精度理论计算方法得到的最大的问题是缺少与本方法计算结果进行对比的试验数据。在引入表征不完善热接触的因子后，现有的少量试验结果获得了很好的一致性。此外，本方法的计算