合肥*大海
摘要：架空地线短路热稳定校验有许多计算公式，这些公式是怎么导出的？在什么情况下使用？怎么使用？它们之间有什么联系？本文就上述问题进行探索。
关键词：导体短路热稳定；导体的容许短路温度；容许短路电流容量；容许短路电密容量；容许短路电流；容许短路电密。 电网正常运行时，地线中几乎没有电流通过，只在接地短路时，地线中会通过短路电流，所以地线需要进行短路热稳定校验。近年来，架空地线不但使用由单一金属材料绞制的钢绞线，还使用由两种、多种金属材料绞制的铝包钢绞线、OPGW 光纤复合地线，地线短路热稳定校验公式、方法也变得复杂化。
1 导体短路热稳定及其判断指标
导体通过短路电流时，只要其温度不超过容许短路温度T D ，导体及其绝缘就能够保持正常工作而不损坏，导体的这种运行状态谓之短路热稳定。 可见，导体短路时是否在热稳定状态，主要判断指标就是容许短路温度T D 。那么，作为导体形态之一的架空地线，其短路容许温度T D 的数值又是怎么确定的呢？对于线路设计人员来说，应视T D 为地线材料的基本参数，在有关资料中查取即可。架空地线常用
材料的容许短路温度见下表： 表1、常用地线、OPGW 金属材料的容许短路温度T D 一览表
怎样保证地线在短路时，其温度不超过T D 呢？分析证明，缩短短路时间T K ，降低流经地线的短路电流I K ，或者二者同时降低，都可以确保地线温度不超过
T D 而实现短路热稳定。这就导出了“容许短路电流容量[Q 电流]”“容许短路电密容量[Q 电密]”“容许短路电流I shr ”“容许短路电密S shr ”等实用校验指标。
2.0 短路热稳定原始判别式—-“热量判别式”
导体短路热稳定，其实质是一个热平衡问题：只要短路电流I K 流过电阻为θ
R 的导体，在短路时间T K 内，所产生的热量W K ，不大于该导体从短路前温度T 0加热到容许温度T D 需要吸收的热量θW ，就可以保证导体温度不超过T D 。简而言之，只要保证W K <=Wθ，就可以保证短路热稳定。我们从此入手建立热稳定判别式：
2.1 短路热稳定基本判别式之一：“短路电流容量判别式”
热稳定的热量判别式需进一步加工才能用于计算，有关参数需作以下简化： 1）在远离发电机的电网中，其地线热稳定计算时，不考虑短路电流的衰减，视短路电流有效值I K 为固定值；
2）地线的短路起始温度T 0取最高气温40℃，短路终止温度取地线导体短路容许温度T D ；
()()()()()()[]()0..201*..........*20/120/*20203202020
20202202-+=Ω=ΩθαθραρραθθθR R A L
R m m m A m L R 电阻为任意温度℃时的电阻为：。那么，该段地线℃℃时的电阻温度系数为，
℃时的电阻率为，，截面为度为℃时的数值。设地线长均采用，温度等，础参数变化的参数。其计算基是一个随其温度）地线电阻()()()()()()[]()()
()()
()5.201**4.1.2ln 14.201*3.1.23.1.20.1.23.***)4.0.2()4.0.2(4.0.22020202
202022
αθαθθθαθθ
θ-+≤+=+-+≤∆≤⎰d R m C dt I b ax a
b ax dx d R m C dt I R m C T I R m K m K m K K 加工成：我们把，为了套用积分公式写成微分形式得：右边，并将式代入将右边是温度函数。我们
该式左边是时间函数，就变成以下形式：
式的右边，移至数我们把随温度变化的参容量判别式：
式推导热稳定短路电流可以根据有了以上简化，我们就()()()
()
4.****3.2.**1.**22
θθθθθθ∆≤≤∆==m C T R I W W m C W T R I W m K K K m K K K 写成：热量判别式进一步可以量判别式：据此可以建立热稳定热导体温升所需热量为：短路电流产生热量为：
把(2.1.10)(2.1.11)(2.1.12)代入(2.1.7)导出“短路电流容量判别式”：
2.2 短路热稳定基本判别式之二：“短路电密容量判别式”
()()()()[]()[]{}20020202020
202
现代优化计算方法22020200
2
0201ln 201ln )0**(6.201*~~05.1.20ααααααθαθ-+--+≤--+≤⎰⎰T T R m C I T I d R m C dt I T T T D m K K
K T
T m T K D K D
K 把两边定积分展开得：得：℃的地线温度积分
进行秒短路时间积分，右边左边进行对()()()
()()
[]()()
()()[]()()()容量判别式”。路热稳定的“短路电流，所以二式就是地线短短路容许温度短路后温度不超过其成立，就可以保证地线或只要不等式可以简明地写成：流容量右边为地线容许短路电量左边为系统短路电流容上式进一步整理得：电流电流D K K D m K K K
D m K K T Q T I T T R m C Q T I Q T T R m C T I 10.1.27.1.210.7.1.29.201201ln 8.*7.1.27.201201ln *2
020********
202020202
≤-+-+==-+-+≤αααααα()()
()12.**/****11..***/******/****/220
电子剪报20202020202202020202020202032020A C A L A L C R V C A C A L A L C R m C A L R A L V m m kg R m C V
V V m
m m m m m m m m ραρααραρραραρρρρα=========用体积比热计算的系数用质量比热计算的系数，以此代入系数可得：
，而则质量，
设导体密度为可能出现两种表达式：需要注意的是，系数()()
()()()()
选择使用。”合二为一书写，方便“容许短路指标表达式把“热稳定判别式”与量”。本文“地线容许短路电流容路电流容量”，右边是不等式左边是“系统短给定体积比热容时：给定质量比热容时：电流电流2.201201ln *][1.201201ln *][020202020222020202020222-+-+==≤-+-+==≤T T C A T I Q T I T T C A T I Q T I D V K shr K K D m m K shr K K ααραααραρ()()()()()()()()量”。“地线容许短路电密容路电密容量”，右边是不等式左边是“系统短时：时：容量判别式”：
，得热稳定“短路电密两边同除以电流电密电流电密2..201201ln ][][1.201201ln ][][2.1.21.1.20
2020202022
20
202020202
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shr 2m 2-+-+==⎪⎭⎫
⎝⎛=≤⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-+==⎪⎭⎫ ⎝⎛=≤⎪⎭⎫ ⎝⎛T T C A Q T A I Q T A I C T T C A Q T A I Q T A I C A D V K shr K K V D m m K K K ααραααραρ
2.3 短路热稳定基本判别式之三：“短路电流判别式”
2.4 短路热稳定基本判别式之四：“短路电密判别式”
2.5 短路热稳定基本判别式公式汇总
2 地线的短路热稳定校验步骤
思想和中国特社会主义理论体系概论论文我们以铝包钢绞线为例，介绍架空地线短路热稳定校验计算的操作步骤。为了方便读者在EXCEL 上自编小程序计算，本文设计了一个计算表格。我们就按照表格内容介绍。表中红单元格数值为已知数，需要人工填写；白单元格数值
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冷冻机组()()()线容许短路电流”。路电流”，右边是“地不等式左边是“系统短给定体积比热容时给定质量比热容时定短路电流判别式”：后再开方，可得“热稳两边同除以电流电流2.201201ln *][:1.201201ln *][:2.1.21.1.20202020202020202020m 2-+-+==≤-+-+==≤T T C T A T Q I I T T C T A T Q I I T D V K K shr K D m K K shr K K ααραααραρ()()()()
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()()()线容许短路电密”。路电密”，右边是“地不等式左边是“系统短给定体积比热容：给定质量比热容：密判别式”：，可得“热稳定短路电两边同除以电流电流2.201201ln *1*][1.201201ln *1*][2.3.21.3.20202020202
020202020m 2shr -+-+===≤-+-+===≤T T C T A T Q A I S A I T T C T A T Q A I S A I A D V K K shr shr K D m K K shr K ααραααραρ()()
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算式。，写出了容许指标的计本文以多个等式的方式不等式右边，边是地线容许指标。在是系统指标，不等式右稳定校验。不等式左边进行地线热式中任选一组，就可以条件，从上述四组不等设计人员可以根据已知短路电密判别式为：短路电流判别式为：：短路电密容量判别式为：短路电流容量判别式为以简化为：，这样以上四组公式可或代替，所以我们在公式中以因为
为方便书写，我们令电流电密电流电流电密电流4.*][][3.*][*2..][][1.**][201201ln
,....201201ln 22shr 2
shr 2
22222
dat文件12102020202020202020201K
K K shr shr K K K shr K K K K K shr K K D V D m m T A Q T Q T A I S A I T A T Q S A I I T A I A Q Q T A I T I A Q T I T T C T T C ==∆==≤∆
===≤⎪⎭
⎫ ⎝⎛==∆=≤⎪⎭⎫ ⎝⎛=∆=≤∆∆∆∆=∆-+-+=∆-+-+=∆ααραααραρ
为自动生成的计算结果；蓝单元格数值为计算结果。
2.1搜集系统资料，填写系统参数I K ，T K ，由程序计算出“系统短路电流容量Q K ”:
2.2 搜集地线组成金属的导体参数，填入“导体参数”栏：尼罗河宝石
2.3 确定电阻计算基准温度、短路起始温度、终止温度，填入“温度参数”栏： 架空地线短路起始温度建议采用最高气温40℃，短路终止温度按表1填写，表1没有列入的，查相关规程、规范规定填写。
2.4 根据以上参数，采用以下公式计算“容许电密容量”和“容许电密”：
()()
()
()4.2.201201ln ][shr 020202020K D m T S T T m C Q ∆
=-+-+=∆=容许短路电密容许短路电密容量电密ααρα
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