电 缆 截 面 选 择
D.1 计算公式
电缆截面应按电缆长期允许载流量和回路允许电压降两个条件选择。其计算公式如下： 按电缆长期允许载流量：Ipc≥Ical
按回路允许电压降： 式中：
Ipc——电缆允许载流量，A；
Ica——计算电流，A（见表D.1，取Ica1和Ica2中的大者）； Ical——回路长期工作计算电流，A； Ica2——回路短时工作计算电流，A； Scac——电缆计算截面，mm2；
ρ——电阻系数，铜导体ρ＝0.0184Ω·mm2/m，铝导体ρ＝0.031Ω·mm2/m； L——电缆长度，m；
ΔUp——回路允许电压降，V（见表D.2）。
D.2 计算参数
表D.1 直流系统不同回路的计算电流Ica 回路名称 蓄电池回路 回路计算电流 和计算公式 Ica1＝Id.1h Ica2＝Ich0 备 注 Id.1h——蓄电池1h放电率电流 Ich0——事故初期（1min）冲击放电电流 表D.1（续） 回路名称 充电装置输出回路 直流电动机回路 电磁机构合闸回路 交流不停电电源输入回路 事故照明回路 控制、保护和信号回路 直流分电柜回路 DC/DC变换器输入回路 回路计算电流 和计算公式 Ica1＝Ica2＝Icn Ica1＝InM Ica2＝IstM＝KstM·InM 直 流 馈 线 Ica2＝Ic1 Ica1＝Ica2＝IUn/η Ical＝Ica2＝Ie Ica1＝Ica2＝Icc Ica1＝Ica2＝Icp Ica1＝Ica2＝Ics Ica1＝Ica2＝Id Ica1＝Ica2＝ITn/η Icn——充电装置额定电流 KstM——电动机起动电流系数2.0 IstM——电动机起动电流 InM——电动机额定电流 Ic1——合闸线圈合闸电流 IUn——装置的额定功率/直流系统标称电压 备 注 η——装置的效率 Ie——照明馈线计算电流 Icc——控制馈线计算电流 Icp——保护馈线计算电流 Ics——信号馈线计算电流 Id——直流分电柜计算电流 ITn——变换器的额定功率/直流系统标称电压 η——变换器的效率 表D.2 直流系统不同回路允许电压降（ΔUp）计算公式
允许电压降 回 路 名 称 蓄电池回路 直流分电柜回路 充电器输出回路 ΔUp（V） 电压控制法 ΔUp≥1％Un ΔUp≥1％Un ΔUp≥2％Un ΔUp＝UD0－K1Un 直 流 负 荷 馈 线 电磁机构合闸回路 交流不停电电源回路 直流电动机回路 （计算电流取Ica2） ΔUp＝UDm－K1Un （计算电流取Ica1） ΔUp＝UDm－K2Un ΔUp＝UDm－K3Un ΔUp＝2.5％Un ΔUp＝3％Un～ 5％Un ΔUp＝2.5％Un （计算电流取Ical） 阶梯计算法 ΔUp≤1％Un ΔUp＝0.5％Un ～1％Un ΔUp＝1.5％Un ～2％Un Un—直流系统标称电压 UD0—蓄电池放电初期 （1min）端电压 UDm—蓄电池放电末期或某一严重放电（即最低电压）阶段末期端电压 K1—电动机起动电压系数，取K1＝0.85 K2—电磁机构合闸电压系数，取K2＝0.85 K3—装置允许最低工作电压系数K3＝0.80 备 注 表D.2（续） 允许电压降 回 路 名 称 直 流 负 荷 馈 线 ΔUp（V） 电压控制法 事故照明回路 控制、保护和信号回路 DC/DC变换器回路 ΔUp＝UDm－K3Un ΔUp＝UDm－K3Un ΔUp＝UDm－K3Un 阶梯计算法 ΔUp＝1.5％Un～2％Un ΔUp＝5％Un ΔUp＝0.5％Un～1％Un 备 注 注1：对电压控制法，不同回路允许电压降（ΔUp）应根据蓄电池容量选择中电压水平计算的结果来确定，一般均不小于阶梯计算法所取数值。 注2：计算电磁机构合闸回路电压降，应保证最远一台断路器可靠合闸。在环形网络供电时，应按任一侧电源断开的最不利条件计算。 注3：对环形网络供电的控制、保护和信号回路的电压降，应按直流柜至环形网络最远断开点的回路计算。 附 录 E （资料性附录） 直 流 断 路 器 选 择
E.1 断路器的额定电压
额定电压应大于或等于回路的最高工作电压。
E.2 断路器的额定短路分断电流
额定分断电流应大于通过直流断路器的最大短路电流。
E.3 断路器的额定电流
E.3.1 充电装置输出回路
断路器额定电流按充电装置额定输出电流选择，即
In≥KK Irn
式中：
Irn——充电装置额定输出电流，A； KK——可靠系数，取1.2。 E.3.2 直流电动机回路
In≥InM
式中：
In——直流断路器额定电流，A； InM——电动机额定电流，A。
E.3.3 断路器电磁操动机构的合闸回路
In≥Kc2 Ic1
式中：
In——直流断路器额定电流，A； Kc2——配合系数，取0.3；
Ic1——断路器电磁操动机构合闸电流，A。 E.3.4 控制、保护、信号回路
In≥Kc （Icc＋Icp＋Ics）
式中：
In——直流断路器额定电流，A； Kc——同时系数，取0.8；
Icc——控制负荷计算电流，A； Icp——保护负荷计算电流，A； Ics——信号负荷计算电流，A。 E.3.5 直流分电柜电源回路
1 断路器额定电流按直流分电柜上全部用电回路的计算电流之和选择，即
In≥KcΣ（Icc＋Icp＋Ics）
式中：
Icc——控制负荷计算电流，A； Icp——保护负荷计算电流，A； Ics——信号负荷计算电流，A； Kc——同时系数，取0.8。
2 为保证保护动作选择性的要求，断路器的额定电流还应大于直流分电柜馈线断路器的额定电流，它们之间的电流极差不宜小于4级。
E.3.6 蓄电池组出口回路
1 断路器额定电流按蓄电池的1h放电率电流选择，即
In≥I1h
式中：
I1h——蓄电池1h放电率电流，A，铅酸蓄电池可取5.5I10，中倍率镉镍碱性蓄电池可取7.0I5，高倍率镉镍碱性蓄电池可取20.0I5；
I10——铅酸蓄电池10h放电率电流，A； I5——镉镍碱性蓄电池5h放电率电流，A。
2 按保护动作选择性条件，即额定电流应大于直流馈线中断路器额定电流最大的一台来选择，即
In＞Kc4 In．max
式中：
In．max——直流馈线中直流断路器最大的额定电流，A；
Kc4——配合系数，一般可取2.0，必要时取3.0。 取以上二种情况中电流最大者为断路器额定电流，并应满足蓄电池出口回路短路时灵敏系数的要求。同时还应按事故初期（1min）冲击放电电流校验保护动作时间。
E.4 直流断路器的保护整定
E.4.1 过负荷长延时保护（脱扣器） 1 按断路器的额定电流整定
IDZ≥KK In
2 根据下一级断路器的额定电流进行整定
In1≥Kc1 In2 t1＞t2
式中：
IDZ——保护（脱扣器）动作电流，A； KK——可靠系数，取1.05； In——断路器额定电流，A；
Kc1——上、下级断路器保护（脱扣器）配合系数，取Kc1≥1.6； In1，In2——上、下级断路器额定电流，A；
t1，t2——上、下级断路器在相同电流作用下的保护动作时间。
原则上应选择微型、塑壳式、框架式等不同系列的直流断路器，额定电流应从小到大，它们之间的电流级差不宜小于4级。
E.4.2 短路瞬时保护（脱扣器） 1 按断路器额定电流倍数整定
IDZ≥KnIn
2 按下一级断路器短路瞬时保护（脱扣器）电流配合整定
IDZ1≥Kc2 IDZ2
式中：
IDZ——保护（脱扣器）动作电流，A； Kn——额定电流倍数，一般取10； In——断路器额定电流，A；
Kc2——上、下级断路器瞬时保护（脱扣器）配合系数，取Kc2≥4.0； IDZ1，IDZ2——上、下级断路器瞬时保护（脱扣器）动作电流，A。
当配合系数不满足要求时，可提高上级断路器额定电流，以提高断路器瞬时保护（脱扣器）动作电流。但应进行灵敏系数计算，防止断路器拒动。
当直流断路器具有限流功能时，上式可写为
IDZ1≥Kc2 IDZ2/KXL
式中：
KXL——限流系数，其数值应由产品厂家提供，一般可取0.60～0.80。
3 根据附录G.1计算各断路器安装处短路电流，校验各级断路器的动作情况
IDK＝nUo /[n（rb+r1）＋Σrj＋ΣrK ]
KL＝IDK/IDZ
式中：
IDK——断路器安装处短路电流，A； n——蓄电池组单体个数； Uo——蓄电池开路电压，V； rb——蓄电池内阻，Ω；
r1——蓄电池间连接条或导体电阻，Ω；
Σrj——蓄电池组至断路器安装处连接电缆或导体电阻之和，Ω； ΣrK——相关断路器触头电阻之和，Ω； KL——灵敏系数，应不低于1.25；
IDZ——断路器瞬时保护（脱扣器）动作电流，A。 E.4.3 短路短延时保护（脱扣器）
1 当上、下级断路器安装处较近，短路电流相差不大，引起短路瞬时保护（脱扣器）误动作时，应选用短路短延时保护（脱扣器）。
2 短路短延时保护（脱扣器）整定电流按E.4.2计算。
3 各级短路短延时保护（脱扣器）的时间级差应在保证选择性要求下，根据产品允许级差，选择其最小值。
GMB20和GMB32 额定电流 A 3 6 10 16 20 25 32 单极内阻 mΩ 175 37 18 6.8 5.3 3.85 2.56 表E.1 G系列直流断路器内阻参考值表 GMB100 额定电流 A 10 16 20 32 40 50 63 80 100 单极内阻 mΩ 13 12.4 6.3 2.5 2.0 1.8 1.74 0.96 0.96 额定电流 A 100 125 140 160 180 200 225 GMB225 单极内阻 mΩ 0.85 0.64 0.506 0.48 0.412 0.367 0.34 GMB400 额定电流 A 250 315 350 400 单极内阻 mΩ 0.285 0.241 0.213 0.185 额定电流 A 400 500 630 700 800 表E.1（续） GMB800 单极内阻 mΩ 0.176 0.16 0.115 0.105 0.1 A 800 1000 1250 GMB1250 额定电流 单极内阻 mΩ 0.095 0.09 0.085 GW3B—2000 0.03 表E.2 单芯（铜）电缆直流电阻参考值表（20℃） 标称截面 mm2 内阻 mΩ/m 标称截面mm2 内阻 mΩ/m 16 1.15 150 0.124 25 0.727 185 0.099 35 0.524 240 0.075 50 0.387 300 0.060 70 0.268 400 0.047 95 0.193 500 0.037 120 0.153 630 0.028 表E.3 连接导线（铜）内阻参考值表 导线截面 mm2 内阻 mΩ/m 导线截面 mm2 内阻 mΩ/m 1.5 12 35 0.514 2.5 7.2 50 0.36 4.0 4.5 70 0.257 6.0 3.0 95 0.189 10 1.8 120 0.15 16 1.125 150 0.12 25 0.72 185 0.097 附 录 F （资料性附录）
电力工程直流系统设计技术规程资料 - 图文
