Пример расчета динамической стойкости шин

Пусть требуется определить механические напряжения в шинах и изоляторах двухфазной шинной конструкции.

Дано: ток КЗ составляет 20 кА; постоянная времени апериодической составляющей тока 0,05 с. Шины расположены горизонтально, расстояние между фазами 0,6 м. Расстояние между изоляторами 1,3 м. Шины алюминиевые, трубчатые D/d=70 мм/64 мм. Опорные изоляторы с минимальной с разрушающей нагрузкой 3675 Н и высотой Н = 0,372 м. Номинальное напряжение 35 кВ. Расчетная схема показана на рис. 1.18, а. Принимаем, что шины имеют жесткое крепление в изоляторах.

Для такой задачи максимальный изгибающий момент в месте крепления , где р – нагрузка на единицу длины шины, Н/м; l – длина пролета.

Максимальное напряжение в материале шины

Где W – момент сопротивления изгибу, ;

Нагрузка, действующая на изоляторы,

.

Условиямеханической прочности шин и изоляторов: . Для алюминия марки АО . Для изоляторов .

Частота колебаний 1-й гармоники

Подставив значения ; , ; J – момент инерции круглой шины, , получим

Поскольку полученное значение , явление резонанса можно не учитывать:

Поскольку , можно принять . Для круглых проводников . Ударный ток ;

;

;

.

Таким образом, конструкция шин выполнена с запасом по механической прочности.