Проверка токоведущих устройств на термическую и динамическую стойкость

Кабели и шины выбирают по номинальным параметрам (току и напряжению) и проверяют на термическую и динамическую стойкость при КЗ. Т.к. процесс КЗ кратковременный, то все тепло, выделяемое в проводнике кабеля, идет на его нагрев. Температура нагрева кабеля определяется его удельным сопротивлением, теплоемкостью, рабочей температурой. Температура нагрева кабеля в нормальном рабочем режиме: (10.12.), где to.cp – температура окружающей среды (почвы); tдоп – допустимая температура при нормальном режиме, принимаемая равной 60 °С; Iдоп – допустимый ток выбран. сечения.

Максимально допустимые кратковременные превышения температуры при КЗ для силовых кабелей с бумажной пропитанной изоляцией принимаются: до 10 кВ с медными и алюминиевыми жилами – 200 °С; 20–35 кВ с медными жилами – 175 °С. Проверка сечения кабеля на термическую стойкость к токам КЗ проводится по выражению: , где Вк – тепловой импульс; С = Акон – Анач – коэффициент, соответствующий разности выделенного тепла в проводнике после КЗ и до него.

При КЗ по токоведущим частям проходят токи переходного режима, вызывая сложные динамические усилия в шинных конструкциях и аппаратах электрических установок. Усилия, действующие на жесткие шины и изоляторы, рассчитывают по наибольшему мгновенному значению тока трехфазного КЗ iу. При этом определяют максимальное усилие F на шинную конструкцию без учета механических колебаний, но с учетом расстояния l между изоляторами шинной конструкции и расстояния между фазами.

Наибольшее электродинамическое усилие на единицу длины, Н/см, ,

где а – расстояние между проводами, см; l-расстояние между опорными изоляторами.

Изгибающий момент, Нcм, ,

Сила, действующая на опорный изолятор, Н,

Напряжение, возникающее в металле, МПа: δ = 0,1М /W,где W– момент сопротивления.

Допускаемые напряжения, МПа: для меди МТ – 140, для алюминия AT – 70, для алюминия АТТ – 90, для стали – 160. В многополосных шинах кроме усилия между фазами возникает усилие между полосами, расчет в этом случае усложняется. Электродинамические усилия в токоведущих частях выключателей, разъединителей и других аппаратов сложны и трудно поддаются расчету, поэтому заводы-изготовители указывают допустимый через аппарат предельный сквозной ток КЗ (амплитудное значение) Iном дин, который не должен быть меньше найденного в расчете ударного тока Iу при трехфазном КЗ.