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電器短路不經(jīng)過(guò)電流會(huì)怎么樣(如果用電器短路一定無(wú)法工作嗎)

發(fā)布時(shí)間:2024-01-24閱讀( 19)

導(dǎo)讀1.先建立幾個(gè)基本概念第一個(gè)概念:關(guān)于深沉短路如果發(fā)生短路故障后,線路保護(hù)裝置不起作用,任由短路發(fā)展,當(dāng)短路電流趨于穩(wěn)定后,我們把此時(shí)的系統(tǒng)狀態(tài)叫做深沉短路....

1.先建立幾個(gè)基本概念

第一個(gè)概念:關(guān)于深沉短路

如果發(fā)生短路故障后,線路保護(hù)裝置不起作用,任由短路發(fā)展,當(dāng)短路電流趨于穩(wěn)定后,我們把此時(shí)的系統(tǒng)狀態(tài)叫做深沉短路狀態(tài)。

第二個(gè)概念:關(guān)于電器的工作電壓

有關(guān)供配電的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范告訴我們,供電電壓的偏差范圍在-10%~ 5%之間。對(duì)于220V的交流電,它的偏差值在198V到231V。

顯見,電器在這個(gè)電壓范圍內(nèi)都能正常工作。

第三個(gè)概念:關(guān)于短路處的路端電壓

對(duì)于直流電路,我們?cè)O(shè)電源電動(dòng)勢(shì)是E,電源內(nèi)阻是r,線路電阻是Rx,短路處的電阻是Rk,見下圖:

電器短路不經(jīng)過(guò)電流會(huì)怎么樣(如果用電器短路一定無(wú)法工作嗎)(1)

圖1:短路線路

則短路處的電壓U為:

U=ERkr Rx Rk=Er RxRk 1U=frac{ER_k}{r R_x R_k}=frac{E}{frac{r R_x}{R_k} 1} ,式1

我們看到比值(r Rx)/Rk是關(guān)鍵,它決定了短路處路端電壓U的大小。

對(duì)于交流配電網(wǎng)電網(wǎng),短路電路如下:

電器短路不經(jīng)過(guò)電流會(huì)怎么樣(如果用電器短路一定無(wú)法工作嗎)(2)

圖2:交流電網(wǎng)短路示意圖

我們?cè)O(shè)電源內(nèi)阻抗 線路阻抗之和小于短路點(diǎn)阻抗的1/50。我們把式1中的電阻均改為阻抗Z,然后代入到式1中看看有什么結(jié)果。注意這里的路端電壓用u表示,電源電動(dòng)勢(shì)用e表示:

u=ezr ZxZk 1=eZk50×Zk 1≈0.98eu=frac{e}{frac{z_r Z_x}{Z_k} 1}=frac{e}{frac{Z_k}{50 imes Z_k} 1}approx 0.98e ,式2

也就是說(shuō),在高壓電網(wǎng)和中壓電網(wǎng)中,局部發(fā)生了短路事故,電網(wǎng)電壓基本不變。我們把這種電網(wǎng)叫做無(wú)限大容量配電網(wǎng)。短路電流的波形圖見圖3:

電器短路不經(jīng)過(guò)電流會(huì)怎么樣(如果用電器短路一定無(wú)法工作嗎)(3)

圖3:無(wú)限大容量配電網(wǎng)在短路前后電壓u基本不變

我們從圖3看到,在時(shí)刻0發(fā)生了短路,在時(shí)刻0的左端和右端電壓u的波形基本不變。說(shuō)明圖2屬于無(wú)限達(dá)容量配電網(wǎng)的短路電流波形。

圖3中,由于短路后電壓基本不變,而短路點(diǎn)的阻抗很小,由歐姆定律可知電路中會(huì)產(chǎn)生短路電流交流分量Ip。由楞次定律可知電力變壓器的感抗會(huì)產(chǎn)生衰減的短路電流的直流分量Ig,它們?cè)诙搪泛?0毫秒疊加產(chǎn)生了短路電流最大值——沖擊短路電流峰值Ipk。當(dāng)直流分量衰減完畢后,短路電流進(jìn)入穩(wěn)態(tài),此時(shí)的短路電流Ik就是穩(wěn)態(tài)值。顯見,短路電流穩(wěn)態(tài)值就是交流分量Ip。

對(duì)于低壓配電網(wǎng),也即380V(線電壓)/220V(相電壓)電網(wǎng),當(dāng)發(fā)生深沉短路后,在變壓器處(400V/230V)的電壓會(huì)下降到額定標(biāo)稱電壓的50%,約為200V/115V,而最終負(fù)荷處電壓(380V/220V)會(huì)下降到額定標(biāo)稱電壓的15%,約為57V/33V,見圖4:

電器短路不經(jīng)過(guò)電流會(huì)怎么樣(如果用電器短路一定無(wú)法工作嗎)(4)

圖4:低壓配電網(wǎng)的短路電路

如果圖4中的短路點(diǎn)發(fā)生在線路末端,短路電流的規(guī)模當(dāng)然會(huì)小很多。由于線路阻抗相對(duì)較大,則當(dāng)發(fā)生深沉短路后,短路點(diǎn)電壓大約在5%~15%Un之間,在這種電壓水平下家用電器是無(wú)法工作的。

需要特別指出:

按題主的意思,短路處的電阻Rk與電器的等效電阻Rfz是并聯(lián)的。電器的存在是否會(huì)改變短路處電阻Rk的大小?答案是否定的。

例如我們用1平方毫米長(zhǎng)度為1米的銅導(dǎo)線去短接220V25W的白熾燈,銅導(dǎo)線的電阻是0.017Ω,白熾燈的電阻是1936Ω,兩者并聯(lián)后的電阻是0.01699985072……Ω,其實(shí)就是銅導(dǎo)線的電阻。可見,短路處的路端電壓取決于短路處的電阻Rk,與電器幾乎無(wú)關(guān)。

2.結(jié)論

當(dāng)發(fā)生深沉短路后,低壓配電網(wǎng)短路處的電壓遠(yuǎn)低于電器的工作電壓,故電器無(wú)法正常工作。

對(duì)于高壓電網(wǎng),它們的任務(wù)是輸送電。中壓(6000V到110kV)雖然也有電機(jī)和變壓器等高壓電氣設(shè)備,但一般的家用電器是無(wú)法使用的。故即使短路后中高壓電網(wǎng)的電壓下降不多,但對(duì)我們?nèi)粘5募矣秒娖鱽?lái)說(shuō)并沒(méi)有多少意義。

至于家用電器內(nèi)部短路,基本上就損壞了。雖然題主說(shuō)家用電器短路后不會(huì)損壞,我覺(jué)得是說(shuō)笑吧。損壞后的家用電器若不修理,當(dāng)然無(wú)法使用了。

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