熱穩(wěn)定、動(dòng)穩(wěn)定的計(jì)算與校驗(yàn)熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定是評(píng)估電氣設(shè)備和導(dǎo)體在特定條件下的穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定的計(jì)算與校驗(yàn)是確保電氣設(shè)備和導(dǎo)體在短路等極端條件下能夠安全運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。通過合理的計(jì)算和校驗(yàn)，可以有效地預(yù)防設(shè)備損壞和安全事故的發(fā)生。熱穩(wěn)定是指在規(guī)定的使用和性能條件下，電路及元件在很短的時(shí)間里能否承受短路時(shí)巨大熱量的能力。這通常通過額定短時(shí)耐受電流（IK）來衡量。熱穩(wěn)定校驗(yàn)通常涉及短路電流的熱效應(yīng)計(jì)算，具體公式可能因設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)的不同而有所差異。一般地，需要考慮短路電流的大小、持續(xù)時(shí)間以及設(shè)備的熱穩(wěn)定系數(shù)等因素?。?校驗(yàn)方法，根據(jù)設(shè)備的額定短時(shí)耐受電流和短路電流的熱效應(yīng)，可以計(jì)算出設(shè)備在短路情況下能夠承受的熱量，從而判斷設(shè)備是否滿足熱穩(wěn)定要求。動(dòng)穩(wěn)定是指在規(guī)定的使用和性能條件下，電路及元件能否承受短路時(shí)最大電動(dòng)力的能力。這通常通過額定峰值耐受電流（IP）來衡量。動(dòng)穩(wěn)定電流一般等于額定短時(shí)耐受電流的2.5倍，即IP = 2.5 × IK?34。?校驗(yàn)方法，通過計(jì)算短路時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)力，并與設(shè)備的額定峰值耐受電流進(jìn)行比較，可以判斷設(shè)備是否滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。此外，對(duì)于硬導(dǎo)體（如裸母線、密集母線等），還需要進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)，計(jì)算短路電流峰值以確保其機(jī)械強(qiáng)度。 熱穩(wěn)定電流的計(jì)算有人采用:S=I∝√t kjf 103/165；其中kjf:集膚效應(yīng)系數(shù)-TMY取1.15，計(jì)算結(jié)果偏大，因此建議采用以上計(jì)算。熱穩(wěn)定校驗(yàn)校驗(yàn)電器設(shè)備和導(dǎo)體的熱穩(wěn)定時(shí)，采用實(shí)用計(jì)算法進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，應(yīng)該計(jì)算短路電流交流分量初始值和短路電流在0、t/2、t的數(shù)值，t為短路電流持續(xù)時(shí)間。電流的熱效應(yīng)：正常工作狀態(tài)下，導(dǎo)體從環(huán)境溫度上升到允許工作溫度（或者允許工作溫度以下的某個(gè)穩(wěn)定溫度值）。導(dǎo)體在正常工作狀態(tài)下的工作溫度是由導(dǎo)體的敷設(shè)方式、環(huán)境狀況等因素決定的，當(dāng)電流在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的熱量與散發(fā)到環(huán)境中的熱量達(dá)成平衡后，導(dǎo)體就穩(wěn)定工作在該溫度下正常運(yùn)行。短路工作狀態(tài)下，導(dǎo)體從穩(wěn)定工作溫度急速上升。此時(shí)導(dǎo)體的特點(diǎn)是溫升時(shí)間短、溫度急劇上升、導(dǎo)體的機(jī)械性能和電導(dǎo)率迅速下降。如果在導(dǎo)體溫度上升到導(dǎo)體允許的短路溫度前將短路故障切除，電氣設(shè)備和導(dǎo)體的性能將不會(huì)受到影響。導(dǎo)體通過工作電流和短路電流的溫升曲線，如下圖： 熱穩(wěn)定校驗(yàn)的作用：它可以避免在短路時(shí)，開關(guān)和導(dǎo)線不會(huì)損壞，否則，就會(huì)產(chǎn)生開關(guān)損壞或者導(dǎo)線直接燒毀的現(xiàn)場(chǎng)。但是根據(jù)一般設(shè)計(jì)原則，在工廠配電設(shè)計(jì)中，下列部位的母線可以不需進(jìn)行母線熱效應(yīng)和動(dòng)效應(yīng)校驗(yàn)：(1)采用熔斷器保護(hù)，連接于熔斷器下側(cè)的母線（限流熔斷器除外）。(2)電壓互感器回路內(nèi)的母線。(3)變壓器容量在1250KVA及以下，電壓12KV及以下，不致于因故障而損壞母線的部位。主要用于非重要用電場(chǎng)所的母線。(4)不承受熱效應(yīng)和動(dòng)效應(yīng)的部位，如避雷器的連接線和封線。所以,只要保證方便接線的母線寬度即可。 動(dòng)穩(wěn)定電流的計(jì)算上式中W取值時(shí)，b為寬度cm，h為厚度cm。說明：開關(guān)柜采用平頂柜時(shí)，一般按母線厚度相對(duì)或?qū)挾认鄬?duì)計(jì)算；如果采用高低柜時(shí)，則要按母線三角形排列估算。開關(guān)柜母線在不同額定短時(shí)耐受電流（額定短路開斷電流）下最大跨距的計(jì)算，示例如下： 上表可見：1．母線厚度相對(duì)時(shí)：當(dāng)KYN28-12型產(chǎn)品選用TMY100*10距離1400以內(nèi)可不加支撐，超過1400必須加支撐；當(dāng)KYN28-12型產(chǎn)品選用TMY80*8距離1200以內(nèi)可不加支撐，超過1200必須加支撐。2．母線寬度相對(duì)時(shí)：當(dāng)KYN28-12型產(chǎn)品選用TMY100*10距離700以內(nèi)可不加支撐，超過700必須加支撐；當(dāng)KYN28-12型產(chǎn)品選用TMY8*8距離500以內(nèi)可不加支撐，超過500必須加支撐。動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)式中σm,d——主導(dǎo)體間計(jì)算的允許彎曲應(yīng)力（N/m2）；q——可塑性系數(shù)；fy——材料的屈服點(diǎn)的應(yīng)力（N/m2）；由導(dǎo)體的材料給出。（2）硬導(dǎo)體自然頻率的計(jì)算單根導(dǎo)體的固有自然頻率fcm為式中fcm——導(dǎo)體的固有自然頻率（Hz）；γ——估算相關(guān)自然頻率的系數(shù)；E——楊氏模量，由導(dǎo)體材料確定（N/m2）；Jm——導(dǎo)體面積的二次矩（m4）；——單位長(zhǎng)度導(dǎo)體的質(zhì)量（kg/m）；l——主導(dǎo)體支架的中心線距離（m）。（3）電磁力的計(jì)算根據(jù)《配四》里的公式推導(dǎo)而來1）兩根平行導(dǎo)體間的力為 式中F——短路時(shí)作用在兩根平行導(dǎo)體的力（N）;μ0——真空磁導(dǎo)率，μ0=4π×10-7H/m；i1、i2——導(dǎo)體中電流（A）；l——支柱間的中心線距離（m）；a——兩平行導(dǎo)體間的中心線距離（m）。2）在同一平面內(nèi)以中心線距離相等布置的硬導(dǎo)體，三相短路時(shí)作用在中間主導(dǎo)體最大受力，該最大的力為式中Fm3——三相短路時(shí)作用在主導(dǎo)體的力（N）;μ0——真空磁導(dǎo)率，μ0=4π×10-7H/m；ip——三相短路時(shí)的短路電流峰值（A）；l——支柱間的中心線距離（m）；am——相鄰主導(dǎo)體間的有效距離（m）。（4）硬導(dǎo)體彎曲應(yīng)力的計(jì)算1）考慮自振頻率影響時(shí)三相短路的最大作用力Fk3為式中Fk3——考慮自振頻率影響時(shí)三相短路的最大作用力（N）；Kx——矩形截面導(dǎo)體的形狀系數(shù)；ip——三相短路沖擊電流（kA）；β——振動(dòng)系數(shù)，在單頻振動(dòng)系統(tǒng)中，β，可根據(jù)導(dǎo)體固有頻率f0查得；D——導(dǎo)體中心距離（m）；l——支撐絕緣子的跨度（m）。2）考慮自振頻率影響時(shí)導(dǎo)體的應(yīng)力。導(dǎo)體的應(yīng)力與導(dǎo)體的自振頻率和系統(tǒng)頻率有關(guān)，當(dāng)兩個(gè)頻率接近時(shí)，應(yīng)力將被放大。對(duì)于振動(dòng)系數(shù)β，當(dāng)導(dǎo)體的自振頻率fm能限制在上述共振頻率范圍之外時(shí)β≈1，當(dāng)導(dǎo)體的自振頻率無法限制在上述共振頻率范圍之外時(shí)，導(dǎo)體受力應(yīng)乘以振動(dòng)系數(shù)β。 當(dāng)跨數(shù)大于2時(shí)，導(dǎo)體的應(yīng)力σc為式中σc——考慮自振頻率影響時(shí)的導(dǎo)體的應(yīng)力（Pa）；Kx——矩形截面導(dǎo)體的形狀系數(shù)；ip——三相短路沖擊電流（kA）；β——振動(dòng)系數(shù)；l——支撐絕緣子的跨度（m）；D——導(dǎo)體中心距離（m）；W——導(dǎo)體截面系數(shù)（m3）。（4）導(dǎo)體應(yīng)力對(duì)支撐件作用力如《配三》提到，變壓器容量630kV·A以上時(shí)間距按350mm，變壓器容量630kV·A以下時(shí)間距按250mm，間距大了之后，電抗大了近10%，這樣短路電流會(huì)小一些，影響大的主要還是間距在計(jì)算電磁力時(shí)的影響，影響更加直接。導(dǎo)體應(yīng)力對(duì)支撐件作用力為校驗(yàn)導(dǎo)體對(duì)支撐件的作用力是否滿足，按《配四》表）校驗(yàn)。根據(jù)公式計(jì)算絕緣子彎曲破壞荷載最小為Fph=3027/0.6N=5045N，用這個(gè)數(shù)值來查樣本確定最終支撐絕緣子參數(shù)。

通過熱穩(wěn)定電流（即：額定短時(shí)耐受電流）計(jì)算值，來確定導(dǎo)體截面最小取值：GB3906中公式：S=I/a√(t/△θ)式中：I--額定短時(shí)耐受電流（A）；a—材質(zhì)系數(shù)，銅為13，鋁為8.5；t--額定短路持續(xù)時(shí)間(S)；△θ—溫升（K），對(duì)于裸導(dǎo)體一般取180K，對(duì)于4S持續(xù)時(shí)間取215K。則：25KA/4S系統(tǒng)銅母線最小截面積S=（25/13）*√4/215=260 mm231.5KA/4S系統(tǒng)銅母線最小截面積S=（31.5/13）*√4/215=330 mm240KA/4S系統(tǒng)銅母線最小截面積S=（40/13）*√4/215=420 mm263KA/4S系統(tǒng)銅母線最小截面積S=（63/13）*√4/215=660 mm280KA/4S系統(tǒng)銅母線最小截面積S=（80/13）*√4/215=840 mm2接地母線按系統(tǒng)額定短時(shí)耐受電流的86.7%考慮:25KA/4S系統(tǒng)接地銅母線最小截面積S=260*86.7%=225mm231.5KA/4S系統(tǒng)接地銅母線最小截面積S=330*86.7%=287mm240KA/4S系統(tǒng)接地銅母線最小截面積S=420*86.7%=370mm263KA/4S系統(tǒng)接地銅母線最小截面積S=660*86.7%=580mm280KA/4S系統(tǒng)接地銅母線最小截面積S=840*86.7%=730mm2

通過動(dòng)穩(wěn)定電流（即：額定峰值耐受電流）計(jì)算值，來確定銅母線最大跨距(兩個(gè)支撐間的最大距離)。

動(dòng)穩(wěn)定是交流系統(tǒng)短路電流引起的機(jī)械效應(yīng)，包括硬導(dǎo)體和軟導(dǎo)線的電磁效應(yīng)。硬導(dǎo)體的應(yīng)力和支架的受力與支撐的方式和支架的數(shù)量有關(guān)。在短路電流相同的情況下，采用不同的支撐類型和支架數(shù)量，硬導(dǎo)體的應(yīng)力和支架的受力將會(huì)是不同的，還與導(dǎo)體和安裝系統(tǒng)的相關(guān)固有頻率與電氣系統(tǒng)頻率之間的比率有關(guān)。在共振或接近共振的情況下，硬導(dǎo)體的應(yīng)力和支架的受力將會(huì)被放大，不能忽視導(dǎo)體的自然頻率。 通過動(dòng)穩(wěn)定計(jì)算，避免因短路引起的機(jī)械效應(yīng)造成的傷害。（1）硬導(dǎo)體的允許應(yīng)力計(jì)算單根硬導(dǎo)體承受短路電流產(chǎn)生的電動(dòng)力，硬導(dǎo)體的允許應(yīng)力應(yīng)滿足