直流短路接地线的载流讨论

刘智鹏

摘要 ：目前国家和相关行业还未制定出相关技术标准，用于规范直流系统及其电气设备的短路接地线；为了给直流接地线的选择提供指导性参考，本文基于有限元方法研究了短路接地线的载流特性。由仿真结果可知，35 mm2至70 mm2规格的接地线其载流能力与截面积近线性相关。

关键词 ：直流接地线 有限元 载流性能

1. 引言

短路接地线是一种停电期间的临时保护措施，用于防止突然来电对现场施工人员的伤害。因此，短路接地线必须要能承受较大短路电流的冲击，在开关动作前不能因为磁、热作用而轻易熔断。但目前国家和相关行业还未制定出相关技术标准，用于规范直流系统及其电气设备的短路接地线。

接地线的是一项十分重要的参数，涉及到现场施工人员的安全以及接地线本身的便携性。为了给现场提供指导性参考，本文基于有限元方法从理论上研究了短路接地线的载流特性。仿真模型将短路接地线视为单股铜电缆，忽略多股铜电缆的扭转角度及其电磁应力等效果。

2. 接地线的磁-热耦合原理

3. 有限元仿真结果

3.1 仿真条件

接地线载流计算的关键是短路电流波形和热力学参数的定义。在悬挂接地线点附近进行短路试验，并直接从短路试验现场采集的电流波形是最为理想的激励源，但是由于缺少短路电流数据，本文采用公式（1）模拟直流系统的短路电流，该电流的脉冲功率大于实际短路电流的功率。公式（3）和（6）中导体的电阻率、热导率、比热系数以及密度等热力学参数采用与温度相关的曲线，见于文献[1]- [4]。……