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摘要：核电厂中压电气贯穿件是为反应堆冷却泵电机提供交流电源的设施，设计、鉴定过程中需考虑极有可能出现的故障。根据中压电气贯穿件特征、鉴定标准，分析、比对可能发生的短路电动力，并探讨试验方法，从而得出最终结果。下面，本文从以下几点探讨核电厂中压电气贯穿件短路电动力试验。
关键词：核电厂；中压电气贯穿件；电动力；短路试验
核电厂的中压电气贯穿件，不但能为安全壳提供电气通路，还能保持安全壳边界的完整性。一般来讲，中压电气贯穿件按功能可分为低压、中压动力及低压控制等，作为IE级的电气设备，正常投入核电厂前，必须进行系列试验，保证各指标、性能均符合要求后，才能使用。短路试验作为中压电气贯穿件的主要试验项目，用来模拟故障发生时的焦耳热效应，和各导体的动力作用。根据中压电气贯穿件结构特征，分析短路时导体所能承受的电动力，并探讨中压电气贯穿件短路电动力的试验方法。
1、核电厂中压电气贯穿件结构
通过对中压电气贯穿件结构进行分析发现，三根导体是同一线规，并呈现等边三角形，对应为三根相线。导体组件穿过钢制筒体两边的法兰，在交界处设置密封的结构。并且，导体的两边还分别和壳外、壳内电路连接。为更好抵御短路电动力作用，密封的筒体内部多有着一定的距离，设置圆板用来约束导体的移动，同时，导体两边还设置三角形进行支撑。短路出现的瞬间，各导体将承受其他导体带来的吸引力。由于导体位置对称，贯穿体整体电动力合力在理论上是零，多不会对安全壳产生作用力。
2、核电厂中压电气贯穿件短路电动力分析
2.1短路类型
三相交流短路多分为单相、双相、三相短路，针对单相短路，相线都会对中性线短路产生冲击力。因贯穿件不具备中性线，也就不会出现中性线短路现象。因此，多不考虑单相短路电动力。但是，需综合考量双相、三相的短路情况。
2.2短路电动力计算
在分析交流暂态短路电流时，假设三相的电力系统出现远端短路，认为电压不变，电流对称交流分量不减少，而非周期的分量减少。报告显示，两相短路暂态过程电流为i2=√212[sin（ω+ψ-）sin（ψ-φ）e-at]，其中，t表示时间，12表示短路电流对称交流分量值，ω表示电源角频率，a表示减少系数，ψ表示短路后电压、电源的初相角，也就是电压的合闸相角；φ表示电流滞后电压相位角。另外，因合闸相角的不同，能在不同导体上获得最大电流峰值、电动力峰值。当Fa达到峰值时，a相电流也会达到峰值。这种情况下，c、b相的电流相同。由于两相短路电流、a相电流表达式相同，可得出三相短路最大电动力峰值及最大电流峰值及电路值之间的关系。
2.3短路电动力比对
对于远端的短路，两相、三相的电流周期分量值为√3/√2，由此得出两相短路电动力峰值、三相短路电动力峰值比，得出结论：中压电气贯穿件发生三相短路后，将产生最大瞬间电动力。
3、核电厂中压电气贯穿件短路电动力试验方法
3.1中壓电气贯穿件短路试验标准
核电厂中压电气贯穿件试验期间，多使用美国标准。在这种标准下，在进行中压电气贯穿件短路电动力试验时，有着这样几个要求：①试验电路在16以上；②试件中的短路电流持续时间不能低于0.33s；⑨短路试验电流所对称的交流分量，有效值不能低于限定短路电流。同时，试验标准还对初始导体温度进行着规定。
实际上，在开展短路电动力试验时，还要补充美国标准，而且，由于我国的交流电频率为50Hz，标准制定时要明确这样几点：试验电压；短路试验的合闸相角；短路试验是哪种试验；当交流电频率为50Hz时，试验电路值、持续时间。针对试验电压，电器产品短路试验所产生的电压，通常不会超过额定电压，更适用于贯穿件的短路试验；针对短路类型，上文已得知贯穿件导体所承受的最大电动力。根据核电厂设备鉴定要求，贯穿件鉴定试验中，多使用三相短路试验。针对合闸相角，可使用选相合闸装置使某相合闸相角为零，在导体产生最大的电动力。若短路电动力试验期间仅规定分量限值，不对合闸相角进行明确的规定。那么，所获得的电流峰值就会小于最大电流，短路电动力也将小于最大电动力。此外，因美国短路电动力试验标准中的电路值是60Hz的交流电频率，应将其更改为50Hz下的值。根据相应的计算方法，给出衰减系数，60Hz的电路相当于50Hz电路。因此，50Hz的电路可取最大值13.33。相同的，在50Hz频率下的贯穿件短路动力试验，应持续至少0.04s，这相当于两个周波，从而使贯穿件导体经历两次相同的电动力。
3.2中压电气贯穿件短路试验中存在的问题
通过对相关数据分析发现，中压电气贯穿件导体所受到的最大电动力峰值，是和最大的短路电流峰值成正比的。故而，在对短路电动力进行试验时，要保证某导体最大短路电流峰值满足要求。通常情况下，短路电流峰值、试验电路、交流分量值、合闸相角关是相关的，三相短路的试验电路是相互对称的，试压前期需调整相应参数，并准确测定电路值，合闸相角则由合闸装置进行控制。根据得出的电路值，可获得贯穿件额定短路电流所对应的电流峰值。短路电动力的实际试验中，极有可能出现短路实验室电路值不达标现象。针对这种情况，需使用最大的交流分量值，并将此作为依据，进行电路参数的调整，从而保证短路电流峰值的合理性。
针对三相短路电动力试验，无论合闸相角如何，都会有一相的电动力峰值接近最大。从电路值中电气贯穿件受力最大导体的动力峰值、合闸相角关系看，受力最大的导体，会随着合闸相角的变化而转换。研究显示，虽然电流值的变化范围比较宽，但是，短路电动力最大、最小峰值比处于1.05 1.11之间。并且，还会随着电路值逐渐增加。因此，三相短路电动力试验时，也可使用程度不同的合闸装置，为保证电动力的最大化，应提高电流峰值，但最大不能超过5.0%。
4、小结
综上所述，核电厂运行过程中，因贯穿件回路设置不合理，馈线故障时保护失灵，影响着后备的保护动作，造成电气贯穿件损伤。本文通过对核电厂中压电气贯穿件短路电动力试验分析发现，在布置贯穿件导体结构时，无需考虑单相短路电动力。经相关计算得知，两相短路电动力为三相短路的√3/√2。由此可见，和其他相电路相比，三相短路的电动力最大。针对贯穿件短路电动力试验，需结合美国IEEE317标准要求，开展三相短路试验活动。此外，在进行贯穿短路电动力试验时，还要适当调整相关电路参数，保证至少有一相导体电流达到最大的电流峰值，实现电动力试验目标。
关键词：核电厂；中压电气贯穿件；电动力；短路试验
核电厂的中压电气贯穿件，不但能为安全壳提供电气通路，还能保持安全壳边界的完整性。一般来讲，中压电气贯穿件按功能可分为低压、中压动力及低压控制等，作为IE级的电气设备，正常投入核电厂前，必须进行系列试验，保证各指标、性能均符合要求后，才能使用。短路试验作为中压电气贯穿件的主要试验项目，用来模拟故障发生时的焦耳热效应，和各导体的动力作用。根据中压电气贯穿件结构特征，分析短路时导体所能承受的电动力，并探讨中压电气贯穿件短路电动力的试验方法。
1、核电厂中压电气贯穿件结构
通过对中压电气贯穿件结构进行分析发现，三根导体是同一线规，并呈现等边三角形，对应为三根相线。导体组件穿过钢制筒体两边的法兰，在交界处设置密封的结构。并且，导体的两边还分别和壳外、壳内电路连接。为更好抵御短路电动力作用，密封的筒体内部多有着一定的距离，设置圆板用来约束导体的移动，同时，导体两边还设置三角形进行支撑。短路出现的瞬间，各导体将承受其他导体带来的吸引力。由于导体位置对称，贯穿体整体电动力合力在理论上是零，多不会对安全壳产生作用力。
2、核电厂中压电气贯穿件短路电动力分析
2.1短路类型
三相交流短路多分为单相、双相、三相短路，针对单相短路，相线都会对中性线短路产生冲击力。因贯穿件不具备中性线，也就不会出现中性线短路现象。因此，多不考虑单相短路电动力。但是，需综合考量双相、三相的短路情况。
2.2短路电动力计算
在分析交流暂态短路电流时，假设三相的电力系统出现远端短路，认为电压不变，电流对称交流分量不减少，而非周期的分量减少。报告显示，两相短路暂态过程电流为i2=√212[sin（ω+ψ-）sin（ψ-φ）e-at]，其中，t表示时间，12表示短路电流对称交流分量值，ω表示电源角频率，a表示减少系数，ψ表示短路后电压、电源的初相角，也就是电压的合闸相角；φ表示电流滞后电压相位角。另外，因合闸相角的不同，能在不同导体上获得最大电流峰值、电动力峰值。当Fa达到峰值时，a相电流也会达到峰值。这种情况下，c、b相的电流相同。由于两相短路电流、a相电流表达式相同，可得出三相短路最大电动力峰值及最大电流峰值及电路值之间的关系。
2.3短路电动力比对
对于远端的短路，两相、三相的电流周期分量值为√3/√2，由此得出两相短路电动力峰值、三相短路电动力峰值比，得出结论：中压电气贯穿件发生三相短路后，将产生最大瞬间电动力。
3、核电厂中压电气贯穿件短路电动力试验方法
3.1中壓电气贯穿件短路试验标准
核电厂中压电气贯穿件试验期间，多使用美国标准。在这种标准下，在进行中压电气贯穿件短路电动力试验时，有着这样几个要求：①试验电路在16以上；②试件中的短路电流持续时间不能低于0.33s；⑨短路试验电流所对称的交流分量，有效值不能低于限定短路电流。同时，试验标准还对初始导体温度进行着规定。
实际上，在开展短路电动力试验时，还要补充美国标准，而且，由于我国的交流电频率为50Hz，标准制定时要明确这样几点：试验电压；短路试验的合闸相角；短路试验是哪种试验；当交流电频率为50Hz时，试验电路值、持续时间。针对试验电压，电器产品短路试验所产生的电压，通常不会超过额定电压，更适用于贯穿件的短路试验；针对短路类型，上文已得知贯穿件导体所承受的最大电动力。根据核电厂设备鉴定要求，贯穿件鉴定试验中，多使用三相短路试验。针对合闸相角，可使用选相合闸装置使某相合闸相角为零，在导体产生最大的电动力。若短路电动力试验期间仅规定分量限值，不对合闸相角进行明确的规定。那么，所获得的电流峰值就会小于最大电流，短路电动力也将小于最大电动力。此外，因美国短路电动力试验标准中的电路值是60Hz的交流电频率，应将其更改为50Hz下的值。根据相应的计算方法，给出衰减系数，60Hz的电路相当于50Hz电路。因此，50Hz的电路可取最大值13.33。相同的，在50Hz频率下的贯穿件短路动力试验，应持续至少0.04s，这相当于两个周波，从而使贯穿件导体经历两次相同的电动力。
3.2中压电气贯穿件短路试验中存在的问题
通过对相关数据分析发现，中压电气贯穿件导体所受到的最大电动力峰值，是和最大的短路电流峰值成正比的。故而，在对短路电动力进行试验时，要保证某导体最大短路电流峰值满足要求。通常情况下，短路电流峰值、试验电路、交流分量值、合闸相角关是相关的，三相短路的试验电路是相互对称的，试压前期需调整相应参数，并准确测定电路值，合闸相角则由合闸装置进行控制。根据得出的电路值，可获得贯穿件额定短路电流所对应的电流峰值。短路电动力的实际试验中，极有可能出现短路实验室电路值不达标现象。针对这种情况，需使用最大的交流分量值，并将此作为依据，进行电路参数的调整，从而保证短路电流峰值的合理性。
针对三相短路电动力试验，无论合闸相角如何，都会有一相的电动力峰值接近最大。从电路值中电气贯穿件受力最大导体的动力峰值、合闸相角关系看，受力最大的导体，会随着合闸相角的变化而转换。研究显示，虽然电流值的变化范围比较宽，但是，短路电动力最大、最小峰值比处于1.05 1.11之间。并且，还会随着电路值逐渐增加。因此，三相短路电动力试验时，也可使用程度不同的合闸装置，为保证电动力的最大化，应提高电流峰值，但最大不能超过5.0%。
4、小结
综上所述，核电厂运行过程中，因贯穿件回路设置不合理，馈线故障时保护失灵，影响着后备的保护动作，造成电气贯穿件损伤。本文通过对核电厂中压电气贯穿件短路电动力试验分析发现，在布置贯穿件导体结构时，无需考虑单相短路电动力。经相关计算得知，两相短路电动力为三相短路的√3/√2。由此可见，和其他相电路相比，三相短路的电动力最大。针对贯穿件短路电动力试验，需结合美国IEEE317标准要求，开展三相短路试验活动。此外，在进行贯穿短路电动力试验时，还要适当调整相关电路参数，保证至少有一相导体电流达到最大的电流峰值，实现电动力试验目标。