Короткая сеть

Короткой сетью называют токоподвод от трансформатора до головки электродержателя, она состоит из двух участков. Пакета плоских медных шин 2 и 3, соединяющих выводы трансформатора с гибким токопроводом 4. Пакета медных шин или водоохлаждаемых труб 5, соединяющих гибкий токопровод с находящимся в электрододержателе 6 электродом 7 (рис. 36).

Рис.36. Схема короткой сети

Ввиду большой потребляемой печью мощности (несколько десятков тысяч киловатт) и низкого напряжения дуги (100–400) В по короткой сети протекают токи силой до нескольких десятков тысяч ампер. Для уменьшения потерь на нагрев плотность тока обычно принимают в шинах и водонеохлаждаемых кабелях равной 1,5, в гибких водоохлаждаемых кабелях (2,3–3), в водоохлаждаемых трубах (3–3,5) А/мм². Токопровод короткой сети выполняют, как правило, из медных шин.

Большая сила тока требует большого сечения проводников, которое составляет несколько тысяч квадратных миллиметров на фазу. Большие сечения, малая длина, сложные конфигурации и шихтовка проводников усиливают обычно мало заметные при частоте 50 Гц явления поверхностного эффекта (вытеснение тока из середины проводника на поверхность), эффекта взаимодействия между собой тока одной фазы, протекающего нескольким параллельным шинам, а также взаимодействия общего тока одной фазы с током другой фазы.

Поскольку на пути от трансформатора до электродов протекает ток большой силы до (50–100) кА, электрические потери пропорционально величине тока в квадрате, длину короткой сети стараются делать минимальной, а печной трансформатор устанавливают, возможно ближе к печи. Длина гибкого участка должна обеспечить возможность наклона печи и подъема и опускания электродов.

Несмотря на относительно небольшую (несколько метров) длину вторичного токопровода, его активное и особенно индуктивное сопротивления являются определяющими для характеристики электрической установки в целом.

Электрический к.п.д. установки и ее cos φ в значительной мере определяются параметрами короткой сети. Очень важным является уменьшение индуктивного сопротивления короткой цепи, которое в (3–7) раз больше активного и определяет коэффициент мощности (cos φ). Так как точно рассчитать сопротивление короткой сети невозможно, на вновь построенной печи должен быть проведен опыт короткого замыкания для определения истинных значений индуктивного и активного сопротивлений короткой сети, позволяющий построить рабочие характеристики для определения оптимальных режимов рабочей части печи.