第四章
短路计算及电器的选择校验
本章首先简介短路的原因、后果及其
形式，接着分析无限大容量系统三相短
路时的物理过程及有关物理量，然后重
点讲述企业共配电系统的短路电流计算，
进而阐述短路电流的效应，最后讲述高
低压电器的选择和校验条件。
第一节 短路的原因、后果及其形式
一,短路的原因
短路是指不同电位的导体之间的电气短接，这是电力系统
中最常见的一种故障，也是最严重的一种故障。
电力系统出现短路故障，究其原因，主要是以下三个方面
（ 1）电气绝缘损坏
（ 2）误操作
（ 3）鸟兽害
二、短路的后果
电路短路后, 其阻抗值比正常负荷时电路的阻抗值小得
多, 因此电路电流往往比正常负荷电流大许多倍 。 在大容
量电力系统中, 短路电流可高达几万安培或几十万安培 。
如此大的短路电流对电力系统将产生极大的危害,
（ 1） 短路的电动效应和热效应
（ 2） 电压骤降
（ 3） 造成停电事故
（ 4） 影响系统稳定
（ 5） 产生电磁干扰
三, 短路的形式
在三相系统中, 可有下列短路形式,
（ 1） 三相短路
（ 2） 两相短路
（ 3） 单相短路
（ 4） 两相接地短路
上述三相短路, 属, 对称性短路, 。 其他形式的短路,
均属, 非对称性短路, 。
电力系统中，发生单相短路的可能性最大，而发生三
相短路的可能性最小。但一般三相短路的电流最大，造成
的危害也最严重。为了使电力系统中的电气设备在最严重
的短路状态下也能可靠地工作，因此作为选择校验电气设
备用的短路计算中，以三相短路为主。实际上，非对称性
短路也可以按, 电工基础, 中所讲的对称分量法分解为对
称的正序、负序和零序分量来研究，所以对称性的三相短
路分析也是分析研究非对称性短路的基础。
第二节 无限大容量电力系统发生三相短路时的物理过程
和物理量
一、无限大容量电力系统及三相短路的物理过程
无限大容量电力系统，就是容量相对于用户内部供配
电系统容量大的电力系统，以致用户的负荷不论如何变动
甚至发生短路时，电力系统变电所馈电母线的电压能基本
维持不变。在实际的用户供电设计中，当电力系统总阻值
不超过短路电路总阻值的 5%-10%，或者电力系统容量超过
用户（含企业）供配电系统容量的 50倍时，可将电力系统
视为, 无限大容量电源, 。
对一般企业供配电系统来说，由于企业供配电系统的
容量远比电力系统总容量小，而其阻抗又较电力系统大得
多，因此企业供配电系统内发生短路时，电力系统变电所
馈电母线上的电压几乎维持不变，也就是说，可将电力系
统看作无限大容量的电源。
如图所示的短路电流周期分量。由于短路电路的电抗
一般远大于电阻，所以这周期分量差不多滞后电压 U90° 。
因此，在 u=0时短路的瞬间（ t=0时），将突然增大到幅
值，即
在无限大容量系统中，由于系统母线电压维持不变，
所以起短路电流周期分量有效值 （习惯上用表示）在短
路的全过程中也维持不变，即
（二）短路电流非周期分量
短路电流非周期分量是由于短路电路存在于电感，用
以维持短路出瞬间（ t=0时）电流不致突变而有电感所感
应的自感电动势所产生的一个反向电流，如图 4-3所示的。
短路电流非周期分量按指数函数衰减，其表达式为,
式中,τ 为短路电路的时间常数。
(三 )短路全电流
任一瞬间的短路去电流为其周期分量与其非周期分量
之和，即
某一瞬间 t的短路全电流有效值，是以 t为中点的一个周
期分量有效值与 t瞬间非周期分量值的方均根值，即
（四）短路冲击电流
由图所示的短路全电流曲线可以看出，短路后经过半
个周期（即 t=0.01s），短路电流瞬时值达到最大值。短
路过程中的最大短路电流瞬时值，称为, 短路冲击电流,,
用表示。
短路冲击电流按下式计算,
在高压电路发生三相短路时, 一般取, 因此
I在底压电路和 1000KVA及以下变压器二次侧发生三相
短路时, 一般取, 因此
五, 短路稳态电流
短路稳态电流是短路电流非周期分量的短路去电流,
其有效值用 I∞ 表示 。 无限大容量系统中,
第三节 无限大容量电力系统中的短路电流计算
一, 短路电路计算概述
供配电系统要求对用户安全可靠地供电, 但是由于各
种原因, 也难免出现故障, 其中最常见的故障是短路, 而
短路的后果十分严重, 直接影响供配电系统及电气设备
的安全运 行。为了正确的选择电气设备，使设备具有足够
的动稳定性和热稳定性，以保证在通过可能最大的短路电
流时也不致损坏，因此必须进行短路电流计算。同时为了
选择切除短路故障的开关电器、整定作为短路保护的继电
保护装置和选择限制短路电流的元件（如电抗器）等，也
必须计算短路电流。
进行短路电流计算，首先要绘出计算电路图，如图 4-
4所示。在计算电路图上，将短路计算所需考虑的各元件
的主要参数都表示出来，并将各元件依次编号，然后确定
短路计算点。短路计算点要选择得使需要进行短路校验的
电气元件有最大可能的短路电流通过。接着，按所选择的
短路计算点绘出等效电路图，如图 4-5所示，并计算电路
中各主要元件的阻抗。在等效电路图上，只需将所计算的
短路电流流经的一些主要元件表示出来，并标明其序号和
阻抗值，一般是分子标序号，分母标阻抗值（即有电阻又
有电抗时，用复数形式 R+jX表示）。
然后将等效电路化简。对企业供配电系统来说，由于
将电路系统当作无限大容量电源，求出其等效总电阻。最
后计算短路电流和短路容量。
图 4-5
短路电流计算的方法, 常用的有欧姆法 （ 又称有名单
位制法 ） 和标幺制法 （ 又称相对单位制法 ） 。
二, 采用欧姆法进行三相路计算
在无限大容量系统中发生三相短路时, 其三相短路电
流周期分量有效值可按下式计算,
式中, 为短路计算点的短路计算电压 （ 有的书称为平均额
定电压 ）, 即短路计算电压取为比线路电压 Un高 5%。
在高压电路的短路计算中, 通常总电抗远比总电阻大,
所以一般可以只计电抗, 不计电阻 。 再计算低压侧短路时,
也只有当短路电路的 R∑ ＞ X∑ /3时才需计电阻 。
如果不计电阻, 则三相短路周期分量有效值为,
三相短路容量按下式计算,
1,电力系统的阻抗
电力系统的电阻相对于电抗来说很小一般不予考虑 。
电力系统的电抗, 可由电力系统变电所高压馈电线出口断
路器的断流容量 Soc来估算, 因此电力 系统的电抗为,
如只有开断电流数据, 则其断流容量可按下式计算,
2,电力变压器的阻抗
（ 1） 电力变压器的电阻可由变压器的短路损耗近似地
计算 。
（ 2） 电力变压器的电抗可由变压器的阻抗电压 （ 即短
路电压 ） 近似地计算 。
3、电力线路的阻抗
（ 1）电力线路的电阻可由导线电缆的单位长度电阻值
求得，即
（ 2）电力线路的电抗可由导线电缆的单位长度电抗值
求得，即
求出短路中各主要元件的阻抗后，就化简电路，求出
其总阻抗。然后按有关公式计算其他短路电流 I1,I2,I3
和 I4等。
必须注意：再计算短路电路的阻抗时，假如电路内含
有电力变压器，则电路内各元件的阻抗都应统一换算到短
路点的短路计算电压去。阻抗等效换算的条件是元件的功
率损耗不变。
因此阻抗换算公式为,
例 4-1 某供配电系统如图 4-4所示。已知电力系统出口
断路器为 SN10-10Ⅱ 型。试求企业变电所高压 10KV母线上
k-1点短路和低压 380V母线上 k-2点短路的三相短路电流和
短路容量。
解 1、求 k-1点的三相短路电流和短路容量
（ UC1=10.5KV)
(1)计算短路电路中各元件的电抗及总电抗
①电力系统的电抗；由附录表 3可查得 SN10-10Ⅱ 型断
路器的断流容量 SOC=500MVA，因此
②架空线路的电抗,由表 4-1查得，因此
③绘 k-1点短路的等效电路如图 4-5a所示，并计算总
电抗如下,
(2)计算三相短路电流和短路容量
①三相短路电流周期分量有效值,
②三相短路次暂态电流和稳态电流有效值,
③三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值,
④三相短路容量,
2,求 k-2点的三相短路电流和短路容量（ ）
（ 1）计算短路电路中各元件的电抗及总电抗,
①电力系统的电抗,
②架空线路的电抗,
③电力变压器的电抗,有附录表 2得 %=4.5,因此
④绘 k-2点短路的等效电路如图所示，并计算其总电抗如
下,
（ 2）计算三相短路电流和短路容量
①三相短路电流周期分量有效值,
②三相短路次暂态电流和稳态电流有效值,
③三相短路冲击电流及第一周期短路全电流有效值,
④ 三相短路容量,
三,采用标幺制法进行三相短路计算
某一物理的标幺值,为该物理量的实际值 A与所选定的
基准值比值，即
按标幺制法进行短路计算时，一般先选定基准容量 Sd和
基准电压 Ud。
基准容量，工程设计中通常取
基准电压，通常取元件所在的短路计算电压，取
选定了基准容量和基准电压以后，可按下式计算基准电流,
按下式计算基准电抗,
下面分别讲述供电系统中各主要元件的电抗幺值的计算。
1）电力变压器的电抗标幺值
2）电力变压器的电抗幺值
3）电力线路的电抗标幺值
求出短路电路中各主要元件的电抗幺值后，即可利用其
等效电路图进行电路化简，计算起总电抗标幺值 。由
于各元件电抗均采用相对值，与短路计算点电压无关，因
此无需进行电压换算，这也是标幺制法较之欧姆法优越之
处。
无限大容量系统三相短路周期分量有效值的标幺值按
下式计算,
由此可求得三相短路电流周期分量有效值,
求出 后，即可利用前面的公式计算 I1,I2,I3,I4
三相短路的计算公式为,
例 4-2 试用标幺制法计算例 4-1所示供配电系统中 k-1
点和 k-2 点的三相短路电流和短路容量。
解 （ 1）确定基准值
取
而
（ 2）计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值
1.电力系统电抗标幺值：由附录表 3查得 SN10-10型断路
器的,因此
2.架空线路标抗幺值,由表 4-1查得,因此
3.电力变压器电抗标幺值：由附录表 2得，因此
（ 3） 求 k-1点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和
短路容量
①总电抗标幺值
② 三相短路电流周期分量有效值
③其他三相短路电流
④三相短路容量
（ 4）求 k-2点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和
短路容量
① 总电抗标幺值
② 三相短路电流周期分量有效值
③ 其他三相短路电流
④ 三相短路容量
计算结果与例 4-1基本相同 （ 短路计算表略 ）
四、两相短路电流的计算
在无限大容量系统中发生两相短路时 （ 参看图 4-7）,
其两相短路电流周期分量有效值 （ 简称, 两相短路电流, ）
为,
如果只计电抗, 则两相短路电流为,
其他两相短路电流 I1,I2,I3,I4等都可按前面三相
短路的对应短路电流的公式计算。
关于两相短路电流 与三相短路电流的关 系,
可由
及 求得。
故
因此无限大容量系统中的两相短路电流, 可
在求出三相短路电流后利用式直接求得 。
五, 单相短路电流的计算
在大接地电流系统或三相四线制系统中发生单相短路
时,根据对称分量法可求得其单相短路电流为,
在工程设计中，可利用下式计算单相短路电流，即
单相短路电流与三相短路电流的关系如下,
在原理发电机的用户变电所低压侧发生单相短路时
因此单相短路电流,
而三相短路时三相短路电流为,
因此
由于远离发电机发生短路时,因此
选择电气设备和导体的短路稳定度的短路电流，应该
采取三乡短路电流。两厢短路电 流主要用于相间短路保护
的灵敏度效验，而单相短路电流主要用语单相短路保护的
整定及单相短路热稳定度的效验。
第四节 短路电流的效应与效验
一、短路电流的电动效应与动稳定度效验
（一）短路电流的电动效验
由, 电工基础, 知，处于空气中的两平行直导体分别通
过电流 i1,i2（ A），而导体间轴线距离为 a，导体的两支
持点距离（档距）为 l,则导体间所产生的电磁互作用力
即电动力 F（ N）为,
如果三相线路中发生两相短路，则两相短路冲击电流
（ A）过两相导线产生的电动力（ N）为最大，其电动力为,
如果三相电路中发生三相短路，则三相短路冲击电流
（ A）在中间相所产生的电动力（ N）最大，其电动力为,
上式代入即得,
由上式可见，三相线路发生三相短路时中间相导体
所受的电动力比两相短路时导体所受的电动力大。
因此效验电器和导体的动稳定度时，一般应采用三相
短路冲击电流或。
(二 )短路动稳定度的效验
（ 1）一般电器的动稳定度效验条件
（ 2）绝缘子的动稳定度效验条件
式中,为绝缘子的最大允许载荷，可由有关手册或产
品样本查得；如果手册或样本给出的是绝缘子的作用于绝
缘子上的计算力，按通过来计算；如果母线在绝缘子上平
放，即；如果母线在绝缘子上竖放，则抗弯破坏载荷值则
应将抗弯破坏载荷值乘以 0.6作为 Fal,为短路时作用于
绝缘子上的计算力，按通过 来计算；如果母线在绝缘子
上 平放，则
（ 3）母线的动稳定度效验条件
式中 为母线的最大允许应力，依母线材质而定，硬
铜母线 (TMY) 型,硬铝母线 (LMY型 ),
为母线通过时所受到的最大计算应力。最大计算应力 按
下式计算
式中 M为母线通过 时所受到的弯曲力矩 ;当母线的档
距数为 1-2时,；当母线水平放置时,；
(三 )对短路计算点附近交流电动机反馈冲击电流的考虑。
当短路计算点附近所接交流电动机的额定电流之和超过
供配点系统短路电流的 1%时, 按 GB50054-1995,低压配电
设计规范, 规定, 应计入电动机反馈电流的影响 。 由于短
路时电动机端电压聚降致使电动机因定子电动势反高于外
施电压而向短路点反馈电流, 如图所示, 从而是短路计算
点的短路冲击电流增大 。
当交流电动机进线端发生三相短路时, 它反馈的最大短路
电流瞬时值, 可按下式计算,
C为电动机反馈冲击倍数, 以上参数均见表 4-3； Kskm 为
电动机短路电流冲击系数, 对 3~10kV可取 1.4-1.7,对 380V
电动机可取 1； INM为电动机额定电流,
例 4-3 设例 4-1所示企业变电所 380V侧母线上接有 380V感
应电动机组 250KW,平均 =0.7,cos 效率 =0.75。该母线采
用 LMY-100× 10的硬铝母线，水平平放，档距 900mm，档数
大于 2，相邻两相母线的轴线距离为 160mm。求该母线三相
短路时所受的最大电动力，并效验其电稳定度。
?
解 （ 1）计算母线三相短路时所们受的最大电动力
由例 4-1知,380V母线的短路电流
而接于 380V母线的感应电动机组的额定电流为,
由于
故需计入此电动机组反馈电流的影响。该电动机组的
反馈冲击电流值为,
因此母线在三相短路时所受的最大电动力为,
（ 2）校验母线短路时所受的动稳定度
母线在作用时的弯曲力矩为,
母线的截面系数为,
因此母线在三相短路时所受到的计算应力为,
而母线 （ LMY） 的允许应力为,
由此可见，该母线满足短路动稳定度的要求。
二、短路电流的热效应与热稳定度效验
（一） 短路电流的热效应
当线路发生短路时，短路电流将使导体温度迅速升高。
但短路后线路的保护装置很快动作，切除短路故障，因此
短路电流通过导体的时间很短，通常不会超过 2-3s。所以
在短路过程中，可不考虑导体周围介质的散热，也就是可
近似地认为在短路时间内导体与周围介质是绝热的,短路
电流在导体中产生的热量，完成全用来使导体温度升高。
由于短路电流是一个变动的电流,而且含有非周期分
量，因此要计算其短路在导体内产生的热量 Q1,和达到的
最高温度 是相当困难的。为此，引出一个, 短路发热假
象时间, tmax,假设在此时间内以恒定的短路稳定电流
通过导体产生的热量，恰好与实际短路电流 IK或 IK(1)在实
际短路时间内通过导体所产生的热量相等,如图所示,
短路发热假象时间可用下式近似地计算,
在无限大容量系统中发生短路,由于,因此
Tine=tk+0.05s
短路时间 tk为短路保护装置最长的时间 top与断路器的
断路时间 toc之和,即
tk=top+toc
(二 )短路热稳定度的校验
(1)一般电器的热稳定校验条件
热稳定度效验条件为,
(2)母线,电缆和绝缘导线的热稳定校验条件
第五节 高低压电器的选择与校验
一,概述
高低压电器按正常条件下班工作选择,就是要考虑电
器的环境条件和电器要求。环境条件是指电器的使用场所
（户内或户外）、环境温度，海拔高度以及有无防尘、防
腐、防火、防爆等要求。电器要求是指电器在电压、电流、
频率等方面的要求；对一些开断电流的电器，如熔断器、
断路器和负荷开关等，则还有断流能力的要求。
二、熔断器的选择与校验
（ 一 ）熔断器熔体电流的选择
1,保护电力线路的熔断器熔体电流的选择
1） 熔体额定电流应不小于线路的计算电流以使熔体在
线路正常最大负荷下运行时也不致熔断, 即按 GB50227-
1995,并联电容器 装置设计规范, 规定, 应取为电容器额定电流
的 1.43-1.55倍 。
2） 熔体额定电流 INFE还应躲过线路的尖峰电流, 以便熔体
在线路出现尖峰电流时也不致熔断, 即,
3） 熔断器保护还应与被保护的线路相配合, 即,
如果熔断器只做短路保护时，对电缆和穿管绝缘导线，取；
对明敷绝缘导线，取 KOL=2.5。
如果熔断器不只作短路保护，而且要求同时作过负荷保护
时，则取 KOL=1。
保护电力变压器的熔断器熔体电流的选择。
保护电力变压器的熔体电流，应满足下式要求,
INFE=（ 1.5-2.0） ILNT
1） 熔体电流要躲过变压器允许的正常过负荷电流 。
2） 熔体电流还要躲过来自变压器低压侧的电动机自起
动引起的尖峰电流 。
3） 熔体电流还要躲过变压器自身的励磁电流, 这涌流是
变压器空载投入时或着在外部故障切除后突然恢复电压所
产生的一个类似涌流的电流, 可高达 （ 8-10） INFE,与三
相电路突然短路时的短路全电流相似, 也要衰减, 但较之
短路全电流的衰减较慢 。
3、保护电压互感器的熔断器熔体的电流的选择
由于电压互感器二侧的负荷很小，因此保护高压电压互
感器的 RN2型熔断器的熔体额定电流为 0.5A。
（二）熔断器规格的选择与校验
熔断器规格的选择与校验应满足下列条件,
1）熔断器的额定电压 UNFU应不低于所在线路额定电压
UN，即
2）熔断器的额定电流 INFU应不小于它所安装的熔体额
定电流 INFE
3)熔断器断流能力的校验
①限流熔断器（如 RN1,RTO）由于不能在短路达到冲
击值之前灭弧，因此应满足下列条件,
熔断器不必校验其短路的动稳定度和热稳定度。
（三）熔断器保护灵敏度的检验
为了保证熔断器杂其保护范围内发生最轻微的短路故障
时能可靠地熔断，熔断器保护的灵敏度必须满足下列条件,
例 4-5 有一台异步电动机、其额定电压为 380伏，额定容
量为 18.5KW，额定电流为 35.5A，起动电流倍数为 7。现拟
采用 BLV-1000-1× 10型导线穿钢管敷设，采用 RTO型熔断
器作保护电路。已知三相短路电流最大可达 4kA，单相短
路电流可达 1.5kA。试选择熔断器及其熔体额定电流，并
进行校验。
解, 1、选择熔体的额定电流
按满足 及来选择，查
表可选 RTO-100型熔断器，其 INFU=100A，而熔体选
INFE=80A
2,校验熔断器的短流能力
查表得 RTO-100型熔断器的,故此熔
断器满足短流要求。
3、校验熔断器的保护灵敏度
因此熔断器也满足保护灵敏度要求。
4、校验熔断器保护与导线的配合
由表查得 A=100mm的 BLV导线 Ial=41A。
熔断器保护与导线之间的选择性配合
前后熔断器之间的配合，就是在线路发生短路故障时，
靠近故障点的熔断器最先熔断，切除短路故障，从而
使系统的其它部分迅速恢复正常的运行。
如图所示线路中，要保证前后两熔断器 FU1和 FU2的保
护性，必须满足的条件是
即前一熔断器（ FU1）根据其保护特性曲线查的的熔断
时间，至少应为后一熔断器（ FU2）根据起保护性曲线查
得的熔断时间的 3倍，才能确定前后熔断器动作的选择性。
如果不能满足这一要求时，则应将前一熔断器的熔体电流
提高 1-2级，再进行校验。
如果不用熔断器的保护性曲线来检验选择，则一般只有
前一熔断器的熔体电流大于后一熔断器的熔体电流 2-3级
以上，才有可能保证其动作的选择性。
例 4-6 假设 FU1（ RTO型）的 INFE=100A,FU2（ RM10型）
的 INFE=60A。 k点的三相短路电流为 1000A。试检验 FUI与
FU2是否能选择性配合。
解,用 查表 6-2曲线得 t1≈0.3s 。
用 查附录表 5-2曲线得 t2≈0.08s 。
由此可见,FU1与 FU2能保证选择性动作。
三,低压熔断器的选择与校验
（一）低压熔断器过流熔断器的选择过电流脱扣器的额定
电流 INOR应不小于电路的计算电流 I30，即
（二）低压熔断器过电流熔断器的整定
1、瞬时过电流拖扣器动作电流的整定
瞬时过电流拖扣器动作电流应躲过线路尖峰电流
式中 Krel为可靠系数。对动作时间在 0.02s以上的万能
式断路器，可取 1.35；对动作时间在 0.02以及以下的塑壳
式熔断器，则宜取 2-2.5。
2、短延时过电流脱扣器动作电流 IOP(S)和动作时间的整定
短延时过电流脱扣器的动作电流应躲过线路尖峰电流 IPK,
式中,Krel为可靠系数，一般取 1.2。
短延时过电流脱扣器动作时间有 0.2s,0.4s 和 0.6s等
级，应按前后保护装置选择性要求来确定前一级保护动作
的时间应比后一级保护动作的时间长一个时间级差 0.2s。
3、长延时过电流脱扣器动作电流和动作时间的整定
长延时过电流脱扣器主要用来做过负荷保护，因此其
动作电流 IOP(l),应躲过线路的最大负荷电流，即计算电流，
满足下列条件,
式中 Krel为可靠系数，一般取 1.1。
4、过电流脱扣器与被保护线路的配合要求
为了不致发生因过负荷或短路引起导线或电缆过热起燃而
低电压断路器的脱扣器不动作的事故，所以低电压断路器
过电流脱扣器的动作电流 IOP,还必须满足下列条件,
对瞬间和短延时过电流脱扣器，一般取 KOL=4.5；对常延
时过电流脱扣器,可取 KOL=1；对保护有爆炸气体区域内线
路的低电压断路器的过电流脱扣器，应取 KOL=0.8。
如果不满足以上要求，则应改选脱扣器的动作电流，或者
适当加大绝缘导线和电缆的芯线截面。
（三）低压断路器热脱扣器的选择与整定
1、热脱扣器的选择
热脱扣器的额定电流应不小于线路的计算电流 I30，即
2、热脱扣器的整定
热脱扣器的动作电流 IOP.HR应不小于线路的计算电流 I30，
以实现其对过负荷的保护，即
Krel为可靠系数，可取 1.1
（四）低电压短路器规格的选择与校验
1）低电压短路器低电压短路器的额定电压 UNQF应不低
于所在线路的额定电压 Un，即
2）低电压短路器的额定电流 INQF应不小于它所安装的脱扣
器额定电流 INOR或 INHR
即
3）低电压短路器还必须进行短六能力的校验 8
① 对动作时间在 0.02s以上的万能式熔断器，其极限分段
电流 IOC应不小于通过它的最大三相短路电流周期分量有
效值 即,
②对动作时间在 0.02s以下的塑壳式断路器，其极限分断
电流 IOC或 iOC应不小于通过它的作大三相短路冲击电流或
即,
（五）低电压断路器
过电流保护灵敏度的检验
为了保证低压断路契的瞬时或短延时过电流脱扣器在
最小运行方式下在其保护内发生最轻微的短路鼓掌时可靠
的动作，低电压断路器保护灵敏度必须满足条件,
例 4-7 有一条 380V动力线路,；此线路首
段,末端 。当地环境温度为 +30℃ 该线路用
BLV-1000-1× 70导线穿硬塑管敷设。试选择此线路上装设
的 DW16型低压断路器及其过电流脱扣器。
解 （ 1）选择底压断路器及其过电流脱扣器
由查表得,DW16-630型低压断路器的过电流脱扣器额
定电流
故初步选 DW-630型低压断路器，其 INOR=160A
设瞬时脱扣电流整定为 3倍，既
而 不满足 的要求,因此需要增大
IOP(0),将瞬时脱扣电流整定为 4倍时,
满足躲过尖峰电流的要求。
(2)校验低压断路器的断流能力
由查表得,所选 DW-630型断路器,其,满足分断
要求,
(3)检验低压断路器保护的灵敏度
满足保护灵敏度的要求
(4)校验低压断路器保护与导线的配合
由查表得,BLV-1000-1× 70导线的 Ial=121A(3线穿管 ),
而 IOP(0)=640A,不满足 的配合要求,
因此所用导线应增大截面,改用 BLV-1000-1× 95,
其,满足两者配合要求,
（五）前后低压断路器之间及低压断路器与熔断器之间
的选择配合
1.前后低压断路器之间的选择性配合
前后两低压断路器之间是否符合选择性配合, 宜按其保护
特性曲线进行检查, 按产品样本给出的保护特性曲线考虑
其偏差范围可为 ± %20～ ± %30。
要保证前后两低压断路器之间能选择性动作, 前一级低压
断路器宜采用带短延时的过电流脱扣器, 后一级低压断路
器则采用瞬时脱扣器, 而且动作电流也是前一级大于后一
级, 至少前一级的动作电流不小于后一级动作电流的 1.2
倍 。
2.低压断路器与熔断器之间的选择性配合
要检验低压断路器与熔断器之间是否符合选择性配合，也
只有通过各自的保护特性曲线。前一级低断路器可按产品
样本给出的产品保护特性曲线考虑 -30%-20%的负偏差，而
后一级熔断器可按产品样本给出的保护特性曲线考虑
+30%～ +50%的正偏差。则前后两级保护可实现选择性动作，
而且两条曲线之间留有裕两越大，则动作的选择性越有保
证。
四、高压隔离开关、负荷开关和断路器的选择与效验
（一）按电压和电流进行选择
（二）断流能力的效验
其断流能力应按切断最大可能的过负荷电流来效验，
满足的条件为,
IOC为负荷开关的最大分断电流； IOLmax为负荷开关所在
电路的最大可能的过过负荷电流，可取为（ 1.5-3） I30，
I30为电路的计算电流。
高压断路器可分断短路电流其断流能力应满足的条件
为,
（三）短路稳定度的效验
高压隔离开关、负荷开关和断路器均需进行短路动
稳定度和热稳定度的效验。
五、电流互感器和电压互感器的选择与效验
（一）电流互感器的选择与效验
1.电压、电流的选择
电流互感器的额定电压应不低于装设地点电路的额定
电压；其额定一次电流
应不小运电路的计算电流；而其额定二次电流按其二次设
备的电流负荷为 5A。
2.按准确级要求选择
电流互换器满足准确级要求的条件，是其二次负荷 S2不
得大于额定准确级所要求的额定二次负荷 S2N，即
电流互感器二次回路的计算长度 l,与互感器接线
方式有关。电流互感器的二次负荷 S2，即按下式计算；
如果电流互感器不满足准确级要求条件，则应改选较大
变流比或较大二次容量的互感器，也可适当加大二次接线
的导线截面。按规定，电流互感器二次接线应采用电压不
低于 500V、截面不小于 2.5mm2的铜心绝缘导线。
3,短路动稳定度的校验
电流互感器的动稳定度校验，应满足的条件
但有的电流互感器产生给出的是动稳倍数 K，因此其动
稳定校验公式为,
4.短路热稳定度的校验
电流互感器的热稳定度校验，应满足的条件
但有的电流互感器产品给出的是热稳定倍数 K，因此其热
稳定度校验公式为,
多数电流互感器的热稳定试验时间取为 1s,因此其热稳定
度校验公可改为,
二 ） 电压互感器的选择与校验
1.电压的选择
额定二次电压一般为 100V。
2.按准确级要求选择
电压互感器满足准确级要求的条件，也是其二次负荷 S2
不得大于规定准确级所要求的额定二次容量，即
电压互感器的二次负荷，只计二次回路中所有仪表，继电
器电压线圈所消耗的视在功率，即
电压互感器一、二次侧装有熔断器保护，因此不需要进
行短路动稳定度和热稳定度的校验。
短路计算及电器的选择校验
本章首先简介短路的原因、后果及其
形式，接着分析无限大容量系统三相短
路时的物理过程及有关物理量，然后重
点讲述企业共配电系统的短路电流计算，
进而阐述短路电流的效应，最后讲述高
低压电器的选择和校验条件。
第一节 短路的原因、后果及其形式
一,短路的原因
短路是指不同电位的导体之间的电气短接，这是电力系统
中最常见的一种故障，也是最严重的一种故障。
电力系统出现短路故障，究其原因，主要是以下三个方面
（ 1）电气绝缘损坏
（ 2）误操作
（ 3）鸟兽害
二、短路的后果
电路短路后, 其阻抗值比正常负荷时电路的阻抗值小得
多, 因此电路电流往往比正常负荷电流大许多倍 。 在大容
量电力系统中, 短路电流可高达几万安培或几十万安培 。
如此大的短路电流对电力系统将产生极大的危害,
（ 1） 短路的电动效应和热效应
（ 2） 电压骤降
（ 3） 造成停电事故
（ 4） 影响系统稳定
（ 5） 产生电磁干扰
三, 短路的形式
在三相系统中, 可有下列短路形式,
（ 1） 三相短路
（ 2） 两相短路
（ 3） 单相短路
（ 4） 两相接地短路
上述三相短路, 属, 对称性短路, 。 其他形式的短路,
均属, 非对称性短路, 。
电力系统中，发生单相短路的可能性最大，而发生三
相短路的可能性最小。但一般三相短路的电流最大，造成
的危害也最严重。为了使电力系统中的电气设备在最严重
的短路状态下也能可靠地工作，因此作为选择校验电气设
备用的短路计算中，以三相短路为主。实际上，非对称性
短路也可以按, 电工基础, 中所讲的对称分量法分解为对
称的正序、负序和零序分量来研究，所以对称性的三相短
路分析也是分析研究非对称性短路的基础。
第二节 无限大容量电力系统发生三相短路时的物理过程
和物理量
一、无限大容量电力系统及三相短路的物理过程
无限大容量电力系统，就是容量相对于用户内部供配
电系统容量大的电力系统，以致用户的负荷不论如何变动
甚至发生短路时，电力系统变电所馈电母线的电压能基本
维持不变。在实际的用户供电设计中，当电力系统总阻值
不超过短路电路总阻值的 5%-10%，或者电力系统容量超过
用户（含企业）供配电系统容量的 50倍时，可将电力系统
视为, 无限大容量电源, 。
对一般企业供配电系统来说，由于企业供配电系统的
容量远比电力系统总容量小，而其阻抗又较电力系统大得
多，因此企业供配电系统内发生短路时，电力系统变电所
馈电母线上的电压几乎维持不变，也就是说，可将电力系
统看作无限大容量的电源。
如图所示的短路电流周期分量。由于短路电路的电抗
一般远大于电阻，所以这周期分量差不多滞后电压 U90° 。
因此，在 u=0时短路的瞬间（ t=0时），将突然增大到幅
值，即
在无限大容量系统中，由于系统母线电压维持不变，
所以起短路电流周期分量有效值 （习惯上用表示）在短
路的全过程中也维持不变，即
（二）短路电流非周期分量
短路电流非周期分量是由于短路电路存在于电感，用
以维持短路出瞬间（ t=0时）电流不致突变而有电感所感
应的自感电动势所产生的一个反向电流，如图 4-3所示的。
短路电流非周期分量按指数函数衰减，其表达式为,
式中,τ 为短路电路的时间常数。
(三 )短路全电流
任一瞬间的短路去电流为其周期分量与其非周期分量
之和，即
某一瞬间 t的短路全电流有效值，是以 t为中点的一个周
期分量有效值与 t瞬间非周期分量值的方均根值，即
（四）短路冲击电流
由图所示的短路全电流曲线可以看出，短路后经过半
个周期（即 t=0.01s），短路电流瞬时值达到最大值。短
路过程中的最大短路电流瞬时值，称为, 短路冲击电流,,
用表示。
短路冲击电流按下式计算,
在高压电路发生三相短路时, 一般取, 因此
I在底压电路和 1000KVA及以下变压器二次侧发生三相
短路时, 一般取, 因此
五, 短路稳态电流
短路稳态电流是短路电流非周期分量的短路去电流,
其有效值用 I∞ 表示 。 无限大容量系统中,
第三节 无限大容量电力系统中的短路电流计算
一, 短路电路计算概述
供配电系统要求对用户安全可靠地供电, 但是由于各
种原因, 也难免出现故障, 其中最常见的故障是短路, 而
短路的后果十分严重, 直接影响供配电系统及电气设备
的安全运 行。为了正确的选择电气设备，使设备具有足够
的动稳定性和热稳定性，以保证在通过可能最大的短路电
流时也不致损坏，因此必须进行短路电流计算。同时为了
选择切除短路故障的开关电器、整定作为短路保护的继电
保护装置和选择限制短路电流的元件（如电抗器）等，也
必须计算短路电流。
进行短路电流计算，首先要绘出计算电路图，如图 4-
4所示。在计算电路图上，将短路计算所需考虑的各元件
的主要参数都表示出来，并将各元件依次编号，然后确定
短路计算点。短路计算点要选择得使需要进行短路校验的
电气元件有最大可能的短路电流通过。接着，按所选择的
短路计算点绘出等效电路图，如图 4-5所示，并计算电路
中各主要元件的阻抗。在等效电路图上，只需将所计算的
短路电流流经的一些主要元件表示出来，并标明其序号和
阻抗值，一般是分子标序号，分母标阻抗值（即有电阻又
有电抗时，用复数形式 R+jX表示）。
然后将等效电路化简。对企业供配电系统来说，由于
将电路系统当作无限大容量电源，求出其等效总电阻。最
后计算短路电流和短路容量。
图 4-5
短路电流计算的方法, 常用的有欧姆法 （ 又称有名单
位制法 ） 和标幺制法 （ 又称相对单位制法 ） 。
二, 采用欧姆法进行三相路计算
在无限大容量系统中发生三相短路时, 其三相短路电
流周期分量有效值可按下式计算,
式中, 为短路计算点的短路计算电压 （ 有的书称为平均额
定电压 ）, 即短路计算电压取为比线路电压 Un高 5%。
在高压电路的短路计算中, 通常总电抗远比总电阻大,
所以一般可以只计电抗, 不计电阻 。 再计算低压侧短路时,
也只有当短路电路的 R∑ ＞ X∑ /3时才需计电阻 。
如果不计电阻, 则三相短路周期分量有效值为,
三相短路容量按下式计算,
1,电力系统的阻抗
电力系统的电阻相对于电抗来说很小一般不予考虑 。
电力系统的电抗, 可由电力系统变电所高压馈电线出口断
路器的断流容量 Soc来估算, 因此电力 系统的电抗为,
如只有开断电流数据, 则其断流容量可按下式计算,
2,电力变压器的阻抗
（ 1） 电力变压器的电阻可由变压器的短路损耗近似地
计算 。
（ 2） 电力变压器的电抗可由变压器的阻抗电压 （ 即短
路电压 ） 近似地计算 。
3、电力线路的阻抗
（ 1）电力线路的电阻可由导线电缆的单位长度电阻值
求得，即
（ 2）电力线路的电抗可由导线电缆的单位长度电抗值
求得，即
求出短路中各主要元件的阻抗后，就化简电路，求出
其总阻抗。然后按有关公式计算其他短路电流 I1,I2,I3
和 I4等。
必须注意：再计算短路电路的阻抗时，假如电路内含
有电力变压器，则电路内各元件的阻抗都应统一换算到短
路点的短路计算电压去。阻抗等效换算的条件是元件的功
率损耗不变。
因此阻抗换算公式为,
例 4-1 某供配电系统如图 4-4所示。已知电力系统出口
断路器为 SN10-10Ⅱ 型。试求企业变电所高压 10KV母线上
k-1点短路和低压 380V母线上 k-2点短路的三相短路电流和
短路容量。
解 1、求 k-1点的三相短路电流和短路容量
（ UC1=10.5KV)
(1)计算短路电路中各元件的电抗及总电抗
①电力系统的电抗；由附录表 3可查得 SN10-10Ⅱ 型断
路器的断流容量 SOC=500MVA，因此
②架空线路的电抗,由表 4-1查得，因此
③绘 k-1点短路的等效电路如图 4-5a所示，并计算总
电抗如下,
(2)计算三相短路电流和短路容量
①三相短路电流周期分量有效值,
②三相短路次暂态电流和稳态电流有效值,
③三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值,
④三相短路容量,
2,求 k-2点的三相短路电流和短路容量（ ）
（ 1）计算短路电路中各元件的电抗及总电抗,
①电力系统的电抗,
②架空线路的电抗,
③电力变压器的电抗,有附录表 2得 %=4.5,因此
④绘 k-2点短路的等效电路如图所示，并计算其总电抗如
下,
（ 2）计算三相短路电流和短路容量
①三相短路电流周期分量有效值,
②三相短路次暂态电流和稳态电流有效值,
③三相短路冲击电流及第一周期短路全电流有效值,
④ 三相短路容量,
三,采用标幺制法进行三相短路计算
某一物理的标幺值,为该物理量的实际值 A与所选定的
基准值比值，即
按标幺制法进行短路计算时，一般先选定基准容量 Sd和
基准电压 Ud。
基准容量，工程设计中通常取
基准电压，通常取元件所在的短路计算电压，取
选定了基准容量和基准电压以后，可按下式计算基准电流,
按下式计算基准电抗,
下面分别讲述供电系统中各主要元件的电抗幺值的计算。
1）电力变压器的电抗标幺值
2）电力变压器的电抗幺值
3）电力线路的电抗标幺值
求出短路电路中各主要元件的电抗幺值后，即可利用其
等效电路图进行电路化简，计算起总电抗标幺值 。由
于各元件电抗均采用相对值，与短路计算点电压无关，因
此无需进行电压换算，这也是标幺制法较之欧姆法优越之
处。
无限大容量系统三相短路周期分量有效值的标幺值按
下式计算,
由此可求得三相短路电流周期分量有效值,
求出 后，即可利用前面的公式计算 I1,I2,I3,I4
三相短路的计算公式为,
例 4-2 试用标幺制法计算例 4-1所示供配电系统中 k-1
点和 k-2 点的三相短路电流和短路容量。
解 （ 1）确定基准值
取
而
（ 2）计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值
1.电力系统电抗标幺值：由附录表 3查得 SN10-10型断路
器的,因此
2.架空线路标抗幺值,由表 4-1查得,因此
3.电力变压器电抗标幺值：由附录表 2得，因此
（ 3） 求 k-1点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和
短路容量
①总电抗标幺值
② 三相短路电流周期分量有效值
③其他三相短路电流
④三相短路容量
（ 4）求 k-2点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和
短路容量
① 总电抗标幺值
② 三相短路电流周期分量有效值
③ 其他三相短路电流
④ 三相短路容量
计算结果与例 4-1基本相同 （ 短路计算表略 ）
四、两相短路电流的计算
在无限大容量系统中发生两相短路时 （ 参看图 4-7）,
其两相短路电流周期分量有效值 （ 简称, 两相短路电流, ）
为,
如果只计电抗, 则两相短路电流为,
其他两相短路电流 I1,I2,I3,I4等都可按前面三相
短路的对应短路电流的公式计算。
关于两相短路电流 与三相短路电流的关 系,
可由
及 求得。
故
因此无限大容量系统中的两相短路电流, 可
在求出三相短路电流后利用式直接求得 。
五, 单相短路电流的计算
在大接地电流系统或三相四线制系统中发生单相短路
时,根据对称分量法可求得其单相短路电流为,
在工程设计中，可利用下式计算单相短路电流，即
单相短路电流与三相短路电流的关系如下,
在原理发电机的用户变电所低压侧发生单相短路时
因此单相短路电流,
而三相短路时三相短路电流为,
因此
由于远离发电机发生短路时,因此
选择电气设备和导体的短路稳定度的短路电流，应该
采取三乡短路电流。两厢短路电 流主要用于相间短路保护
的灵敏度效验，而单相短路电流主要用语单相短路保护的
整定及单相短路热稳定度的效验。
第四节 短路电流的效应与效验
一、短路电流的电动效应与动稳定度效验
（一）短路电流的电动效验
由, 电工基础, 知，处于空气中的两平行直导体分别通
过电流 i1,i2（ A），而导体间轴线距离为 a，导体的两支
持点距离（档距）为 l,则导体间所产生的电磁互作用力
即电动力 F（ N）为,
如果三相线路中发生两相短路，则两相短路冲击电流
（ A）过两相导线产生的电动力（ N）为最大，其电动力为,
如果三相电路中发生三相短路，则三相短路冲击电流
（ A）在中间相所产生的电动力（ N）最大，其电动力为,
上式代入即得,
由上式可见，三相线路发生三相短路时中间相导体
所受的电动力比两相短路时导体所受的电动力大。
因此效验电器和导体的动稳定度时，一般应采用三相
短路冲击电流或。
(二 )短路动稳定度的效验
（ 1）一般电器的动稳定度效验条件
（ 2）绝缘子的动稳定度效验条件
式中,为绝缘子的最大允许载荷，可由有关手册或产
品样本查得；如果手册或样本给出的是绝缘子的作用于绝
缘子上的计算力，按通过来计算；如果母线在绝缘子上平
放，即；如果母线在绝缘子上竖放，则抗弯破坏载荷值则
应将抗弯破坏载荷值乘以 0.6作为 Fal,为短路时作用于
绝缘子上的计算力，按通过 来计算；如果母线在绝缘子
上 平放，则
（ 3）母线的动稳定度效验条件
式中 为母线的最大允许应力，依母线材质而定，硬
铜母线 (TMY) 型,硬铝母线 (LMY型 ),
为母线通过时所受到的最大计算应力。最大计算应力 按
下式计算
式中 M为母线通过 时所受到的弯曲力矩 ;当母线的档
距数为 1-2时,；当母线水平放置时,；
(三 )对短路计算点附近交流电动机反馈冲击电流的考虑。
当短路计算点附近所接交流电动机的额定电流之和超过
供配点系统短路电流的 1%时, 按 GB50054-1995,低压配电
设计规范, 规定, 应计入电动机反馈电流的影响 。 由于短
路时电动机端电压聚降致使电动机因定子电动势反高于外
施电压而向短路点反馈电流, 如图所示, 从而是短路计算
点的短路冲击电流增大 。
当交流电动机进线端发生三相短路时, 它反馈的最大短路
电流瞬时值, 可按下式计算,
C为电动机反馈冲击倍数, 以上参数均见表 4-3； Kskm 为
电动机短路电流冲击系数, 对 3~10kV可取 1.4-1.7,对 380V
电动机可取 1； INM为电动机额定电流,
例 4-3 设例 4-1所示企业变电所 380V侧母线上接有 380V感
应电动机组 250KW,平均 =0.7,cos 效率 =0.75。该母线采
用 LMY-100× 10的硬铝母线，水平平放，档距 900mm，档数
大于 2，相邻两相母线的轴线距离为 160mm。求该母线三相
短路时所受的最大电动力，并效验其电稳定度。
?
解 （ 1）计算母线三相短路时所们受的最大电动力
由例 4-1知,380V母线的短路电流
而接于 380V母线的感应电动机组的额定电流为,
由于
故需计入此电动机组反馈电流的影响。该电动机组的
反馈冲击电流值为,
因此母线在三相短路时所受的最大电动力为,
（ 2）校验母线短路时所受的动稳定度
母线在作用时的弯曲力矩为,
母线的截面系数为,
因此母线在三相短路时所受到的计算应力为,
而母线 （ LMY） 的允许应力为,
由此可见，该母线满足短路动稳定度的要求。
二、短路电流的热效应与热稳定度效验
（一） 短路电流的热效应
当线路发生短路时，短路电流将使导体温度迅速升高。
但短路后线路的保护装置很快动作，切除短路故障，因此
短路电流通过导体的时间很短，通常不会超过 2-3s。所以
在短路过程中，可不考虑导体周围介质的散热，也就是可
近似地认为在短路时间内导体与周围介质是绝热的,短路
电流在导体中产生的热量，完成全用来使导体温度升高。
由于短路电流是一个变动的电流,而且含有非周期分
量，因此要计算其短路在导体内产生的热量 Q1,和达到的
最高温度 是相当困难的。为此，引出一个, 短路发热假
象时间, tmax,假设在此时间内以恒定的短路稳定电流
通过导体产生的热量，恰好与实际短路电流 IK或 IK(1)在实
际短路时间内通过导体所产生的热量相等,如图所示,
短路发热假象时间可用下式近似地计算,
在无限大容量系统中发生短路,由于,因此
Tine=tk+0.05s
短路时间 tk为短路保护装置最长的时间 top与断路器的
断路时间 toc之和,即
tk=top+toc
(二 )短路热稳定度的校验
(1)一般电器的热稳定校验条件
热稳定度效验条件为,
(2)母线,电缆和绝缘导线的热稳定校验条件
第五节 高低压电器的选择与校验
一,概述
高低压电器按正常条件下班工作选择,就是要考虑电
器的环境条件和电器要求。环境条件是指电器的使用场所
（户内或户外）、环境温度，海拔高度以及有无防尘、防
腐、防火、防爆等要求。电器要求是指电器在电压、电流、
频率等方面的要求；对一些开断电流的电器，如熔断器、
断路器和负荷开关等，则还有断流能力的要求。
二、熔断器的选择与校验
（ 一 ）熔断器熔体电流的选择
1,保护电力线路的熔断器熔体电流的选择
1） 熔体额定电流应不小于线路的计算电流以使熔体在
线路正常最大负荷下运行时也不致熔断, 即按 GB50227-
1995,并联电容器 装置设计规范, 规定, 应取为电容器额定电流
的 1.43-1.55倍 。
2） 熔体额定电流 INFE还应躲过线路的尖峰电流, 以便熔体
在线路出现尖峰电流时也不致熔断, 即,
3） 熔断器保护还应与被保护的线路相配合, 即,
如果熔断器只做短路保护时，对电缆和穿管绝缘导线，取；
对明敷绝缘导线，取 KOL=2.5。
如果熔断器不只作短路保护，而且要求同时作过负荷保护
时，则取 KOL=1。
保护电力变压器的熔断器熔体电流的选择。
保护电力变压器的熔体电流，应满足下式要求,
INFE=（ 1.5-2.0） ILNT
1） 熔体电流要躲过变压器允许的正常过负荷电流 。
2） 熔体电流还要躲过来自变压器低压侧的电动机自起
动引起的尖峰电流 。
3） 熔体电流还要躲过变压器自身的励磁电流, 这涌流是
变压器空载投入时或着在外部故障切除后突然恢复电压所
产生的一个类似涌流的电流, 可高达 （ 8-10） INFE,与三
相电路突然短路时的短路全电流相似, 也要衰减, 但较之
短路全电流的衰减较慢 。
3、保护电压互感器的熔断器熔体的电流的选择
由于电压互感器二侧的负荷很小，因此保护高压电压互
感器的 RN2型熔断器的熔体额定电流为 0.5A。
（二）熔断器规格的选择与校验
熔断器规格的选择与校验应满足下列条件,
1）熔断器的额定电压 UNFU应不低于所在线路额定电压
UN，即
2）熔断器的额定电流 INFU应不小于它所安装的熔体额
定电流 INFE
3)熔断器断流能力的校验
①限流熔断器（如 RN1,RTO）由于不能在短路达到冲
击值之前灭弧，因此应满足下列条件,
熔断器不必校验其短路的动稳定度和热稳定度。
（三）熔断器保护灵敏度的检验
为了保证熔断器杂其保护范围内发生最轻微的短路故障
时能可靠地熔断，熔断器保护的灵敏度必须满足下列条件,
例 4-5 有一台异步电动机、其额定电压为 380伏，额定容
量为 18.5KW，额定电流为 35.5A，起动电流倍数为 7。现拟
采用 BLV-1000-1× 10型导线穿钢管敷设，采用 RTO型熔断
器作保护电路。已知三相短路电流最大可达 4kA，单相短
路电流可达 1.5kA。试选择熔断器及其熔体额定电流，并
进行校验。
解, 1、选择熔体的额定电流
按满足 及来选择，查
表可选 RTO-100型熔断器，其 INFU=100A，而熔体选
INFE=80A
2,校验熔断器的短流能力
查表得 RTO-100型熔断器的,故此熔
断器满足短流要求。
3、校验熔断器的保护灵敏度
因此熔断器也满足保护灵敏度要求。
4、校验熔断器保护与导线的配合
由表查得 A=100mm的 BLV导线 Ial=41A。
熔断器保护与导线之间的选择性配合
前后熔断器之间的配合，就是在线路发生短路故障时，
靠近故障点的熔断器最先熔断，切除短路故障，从而
使系统的其它部分迅速恢复正常的运行。
如图所示线路中，要保证前后两熔断器 FU1和 FU2的保
护性，必须满足的条件是
即前一熔断器（ FU1）根据其保护特性曲线查的的熔断
时间，至少应为后一熔断器（ FU2）根据起保护性曲线查
得的熔断时间的 3倍，才能确定前后熔断器动作的选择性。
如果不能满足这一要求时，则应将前一熔断器的熔体电流
提高 1-2级，再进行校验。
如果不用熔断器的保护性曲线来检验选择，则一般只有
前一熔断器的熔体电流大于后一熔断器的熔体电流 2-3级
以上，才有可能保证其动作的选择性。
例 4-6 假设 FU1（ RTO型）的 INFE=100A,FU2（ RM10型）
的 INFE=60A。 k点的三相短路电流为 1000A。试检验 FUI与
FU2是否能选择性配合。
解,用 查表 6-2曲线得 t1≈0.3s 。
用 查附录表 5-2曲线得 t2≈0.08s 。
由此可见,FU1与 FU2能保证选择性动作。
三,低压熔断器的选择与校验
（一）低压熔断器过流熔断器的选择过电流脱扣器的额定
电流 INOR应不小于电路的计算电流 I30，即
（二）低压熔断器过电流熔断器的整定
1、瞬时过电流拖扣器动作电流的整定
瞬时过电流拖扣器动作电流应躲过线路尖峰电流
式中 Krel为可靠系数。对动作时间在 0.02s以上的万能
式断路器，可取 1.35；对动作时间在 0.02以及以下的塑壳
式熔断器，则宜取 2-2.5。
2、短延时过电流脱扣器动作电流 IOP(S)和动作时间的整定
短延时过电流脱扣器的动作电流应躲过线路尖峰电流 IPK,
式中,Krel为可靠系数，一般取 1.2。
短延时过电流脱扣器动作时间有 0.2s,0.4s 和 0.6s等
级，应按前后保护装置选择性要求来确定前一级保护动作
的时间应比后一级保护动作的时间长一个时间级差 0.2s。
3、长延时过电流脱扣器动作电流和动作时间的整定
长延时过电流脱扣器主要用来做过负荷保护，因此其
动作电流 IOP(l),应躲过线路的最大负荷电流，即计算电流，
满足下列条件,
式中 Krel为可靠系数，一般取 1.1。
4、过电流脱扣器与被保护线路的配合要求
为了不致发生因过负荷或短路引起导线或电缆过热起燃而
低电压断路器的脱扣器不动作的事故，所以低电压断路器
过电流脱扣器的动作电流 IOP,还必须满足下列条件,
对瞬间和短延时过电流脱扣器，一般取 KOL=4.5；对常延
时过电流脱扣器,可取 KOL=1；对保护有爆炸气体区域内线
路的低电压断路器的过电流脱扣器，应取 KOL=0.8。
如果不满足以上要求，则应改选脱扣器的动作电流，或者
适当加大绝缘导线和电缆的芯线截面。
（三）低压断路器热脱扣器的选择与整定
1、热脱扣器的选择
热脱扣器的额定电流应不小于线路的计算电流 I30，即
2、热脱扣器的整定
热脱扣器的动作电流 IOP.HR应不小于线路的计算电流 I30，
以实现其对过负荷的保护，即
Krel为可靠系数，可取 1.1
（四）低电压短路器规格的选择与校验
1）低电压短路器低电压短路器的额定电压 UNQF应不低
于所在线路的额定电压 Un，即
2）低电压短路器的额定电流 INQF应不小于它所安装的脱扣
器额定电流 INOR或 INHR
即
3）低电压短路器还必须进行短六能力的校验 8
① 对动作时间在 0.02s以上的万能式熔断器，其极限分段
电流 IOC应不小于通过它的最大三相短路电流周期分量有
效值 即,
②对动作时间在 0.02s以下的塑壳式断路器，其极限分断
电流 IOC或 iOC应不小于通过它的作大三相短路冲击电流或
即,
（五）低电压断路器
过电流保护灵敏度的检验
为了保证低压断路契的瞬时或短延时过电流脱扣器在
最小运行方式下在其保护内发生最轻微的短路鼓掌时可靠
的动作，低电压断路器保护灵敏度必须满足条件,
例 4-7 有一条 380V动力线路,；此线路首
段,末端 。当地环境温度为 +30℃ 该线路用
BLV-1000-1× 70导线穿硬塑管敷设。试选择此线路上装设
的 DW16型低压断路器及其过电流脱扣器。
解 （ 1）选择底压断路器及其过电流脱扣器
由查表得,DW16-630型低压断路器的过电流脱扣器额
定电流
故初步选 DW-630型低压断路器，其 INOR=160A
设瞬时脱扣电流整定为 3倍，既
而 不满足 的要求,因此需要增大
IOP(0),将瞬时脱扣电流整定为 4倍时,
满足躲过尖峰电流的要求。
(2)校验低压断路器的断流能力
由查表得,所选 DW-630型断路器,其,满足分断
要求,
(3)检验低压断路器保护的灵敏度
满足保护灵敏度的要求
(4)校验低压断路器保护与导线的配合
由查表得,BLV-1000-1× 70导线的 Ial=121A(3线穿管 ),
而 IOP(0)=640A,不满足 的配合要求,
因此所用导线应增大截面,改用 BLV-1000-1× 95,
其,满足两者配合要求,
（五）前后低压断路器之间及低压断路器与熔断器之间
的选择配合
1.前后低压断路器之间的选择性配合
前后两低压断路器之间是否符合选择性配合, 宜按其保护
特性曲线进行检查, 按产品样本给出的保护特性曲线考虑
其偏差范围可为 ± %20～ ± %30。
要保证前后两低压断路器之间能选择性动作, 前一级低压
断路器宜采用带短延时的过电流脱扣器, 后一级低压断路
器则采用瞬时脱扣器, 而且动作电流也是前一级大于后一
级, 至少前一级的动作电流不小于后一级动作电流的 1.2
倍 。
2.低压断路器与熔断器之间的选择性配合
要检验低压断路器与熔断器之间是否符合选择性配合，也
只有通过各自的保护特性曲线。前一级低断路器可按产品
样本给出的产品保护特性曲线考虑 -30%-20%的负偏差，而
后一级熔断器可按产品样本给出的保护特性曲线考虑
+30%～ +50%的正偏差。则前后两级保护可实现选择性动作，
而且两条曲线之间留有裕两越大，则动作的选择性越有保
证。
四、高压隔离开关、负荷开关和断路器的选择与效验
（一）按电压和电流进行选择
（二）断流能力的效验
其断流能力应按切断最大可能的过负荷电流来效验，
满足的条件为,
IOC为负荷开关的最大分断电流； IOLmax为负荷开关所在
电路的最大可能的过过负荷电流，可取为（ 1.5-3） I30，
I30为电路的计算电流。
高压断路器可分断短路电流其断流能力应满足的条件
为,
（三）短路稳定度的效验
高压隔离开关、负荷开关和断路器均需进行短路动
稳定度和热稳定度的效验。
五、电流互感器和电压互感器的选择与效验
（一）电流互感器的选择与效验
1.电压、电流的选择
电流互感器的额定电压应不低于装设地点电路的额定
电压；其额定一次电流
应不小运电路的计算电流；而其额定二次电流按其二次设
备的电流负荷为 5A。
2.按准确级要求选择
电流互换器满足准确级要求的条件，是其二次负荷 S2不
得大于额定准确级所要求的额定二次负荷 S2N，即
电流互感器二次回路的计算长度 l,与互感器接线
方式有关。电流互感器的二次负荷 S2，即按下式计算；
如果电流互感器不满足准确级要求条件，则应改选较大
变流比或较大二次容量的互感器，也可适当加大二次接线
的导线截面。按规定，电流互感器二次接线应采用电压不
低于 500V、截面不小于 2.5mm2的铜心绝缘导线。
3,短路动稳定度的校验
电流互感器的动稳定度校验，应满足的条件
但有的电流互感器产生给出的是动稳倍数 K，因此其动
稳定校验公式为,
4.短路热稳定度的校验
电流互感器的热稳定度校验，应满足的条件
但有的电流互感器产品给出的是热稳定倍数 K，因此其热
稳定度校验公式为,
多数电流互感器的热稳定试验时间取为 1s,因此其热稳定
度校验公可改为,
二 ） 电压互感器的选择与校验
1.电压的选择
额定二次电压一般为 100V。
2.按准确级要求选择
电压互感器满足准确级要求的条件，也是其二次负荷 S2
不得大于规定准确级所要求的额定二次容量，即
电压互感器的二次负荷，只计二次回路中所有仪表，继电
器电压线圈所消耗的视在功率，即
电压互感器一、二次侧装有熔断器保护，因此不需要进
行短路动稳定度和热稳定度的校验。
