7.2. Электродинамические силы в электроустановках

7.2.1.Электродинамические силы взаимодействия двух параллельных проводников конечного сечения в ньютонах следует определять по формуле

,(7.9)

где 210^7- постоянный параметр, Н/А²;

а -расстояние между осями проводников, м;

i₁, i₂- токи проводников. А;

l- длина проводников, м;

K_ф -коэффициент формы.

Для проводников прямоугольного сечения коэффициент формы следует определять по кривым, приведенным на рис. 7.3.

Для круглых проводников сплошного сечения, проводников кольцевого сечения, а также для проводников (шин) корытного сечения с высотой сечения 0,1 м и более следует принимать K_ф= 1,0.

Рис. 7.3.Диаграмма для определения коэффициента формы шин прямоугольного сечения

7.2.2.Наибольшее значение электродинамической силы имеет место при ударном токе КЗ.

Максимальную силу в ньютонах (эквивалентную равномерно распределенной по длине пролета нагрузки), действующую в трехфазной системе проводников на расчетную фазу при трехфазном КЗ, следует определять по формуле

, (7.10)

где - ударный ток трехфазного КЗ, А;

K_расп-коэффициент, зависящий от взаимного расположения проводников;

а -расстояние между осями проводников, м;

l- длина пролета, м.

Значения коэффициента K_распдля некоторых типов шинных конструкций (рис.7.2) указаны в табл. 7.3.

Таблица 7.3

Значения коэффициента Kрасп

Расположение шин	Расчетная	Значения коэффициента Kраспдля нагрузок
	фаза	результирующей	изгибающей	растягивающей	сжимающей
В одной плоскости (рис. 7.2,а)	В	1,0	1,0	0	0
По вершинам	А	1,0	0,94	0,25	0,75
равностороннего	В	1,0	0,50	1,0	0
треугольника (рис. 7.2, б)	С	1,0	0,94	0,25	0,75
По вершинам прямоугольного	А	0,87	0,87	0,29	0,87
равнобедренного	В	0,95	0,43	0,83	0,07
треугольника (рис. 7.2,в)	С	0,95	0,93	0,14	0,43
По вершинам равностороннего треугольника (рис. 7.2,г)	А,В,С	1,0	0,50	1,0	0

При двухфазном КЗ

, (7.11)

где - ударный ток двухфазного КЗ, А.

7.3. Проверка шинных конструкций на электродинамическую стойкость

7.3.1. Общие соображения

7.3.1.1.Проверка шинных конструкций на электродинамическую стойкость при КЗ заключается в расчете максимального механического напряжения в материале (_max) и максимальной нагрузки на изоляторы (F_max)и в сравнении полученных значений указанных величин с допустимыми значениями.

Шинная конструкция обладает электродинамической стойкостью, если выполняются условия:

(7.12)

где _доп- допустимое механическое напряжение в материале шин;

F_доп -допустимая механическая нагрузка на изоляторы.

7.3.2. Проверка шинных конструкций на электродинамическую стойкость

7.3.2.1.При проверке на электродинамическую стойкость шинной конструкции, обладающей высокой жесткостью, шину в любом пролете между изоляторами, кроме крайних, следует рассматривать как стержень (балку) с защемленными концами (табл. 7.1). Наличие ответвлений допускается не учитывать, поскольку они снижают расчетные напряжения в материале шин и нагрузки в изоляторах.

7.3.2.2.Максимальное напряжение в материале шины и нагрузку на изолятор шинной конструкции высокой жесткости при трехфазном КЗ следует определять по формулам

; (7.13)

, (7.14)

где - максимальная сила, возникающая в многопролетной балке при трехфазном КЗ, Н, и определяемая по формуле (7.10);

l- длина пролета шин, м;

W-момент сопротивления поперечного сечения шины, м³; формулы для его расчета приведены в табл. 7.4;

 и  -коэффициенты, зависящие от условия опирания (закрепления) шин, а также числа пролетов конструкции с неразрезными шинами. Их значения даны в табл. 7.1.

При двухфазном КЗ

, (7.15)

, (7.16)

где -максимальная сила, возникающая в многопролетной балке при двухфазном КЗ, Н, и определяемая по формуле (7.11).

При расчете напряжений в области сварных соединений, находящихся на расстоянии Zот опорного сечения, в формулы (7.13) и (7.15) следует подставлять значения1/(Z), вычисленные с учетом данных табл. 7.1.

7.3.2.3.Электродинамические нагрузки на отдельные проводники составных шин (рис.7.4) при КЗ обусловлены взаимодействием токов в проводниках разных фаз и токов отдельных проводников одной фазы. Максимальное напряжение в материале составных шин следует определять по формуле

_max = _ф.max + _эл.max, (7.17)

где _ф.max- максимальное напряжение в материале шины, обусловленное взаимодействием тока данного проводника с токами проводников других фаз, Па, которое следует определять в зависимости от вида КЗ по формуле (7.13) или (7.15);

_эл.max- максимальное напряжение в материале шины, обусловленное взаимодействием токов отдельных проводников одной фазы. Па, которое следует определять по формуле

, (7.18)

где l_эл- длина пролета элемента шины между прокладками, м;

а_эл- расстояние между осями элементов составных шин (рис.7.4), м;

W_эл -момент сопротивления поперечного сечения элемента шины, м³;

i_уд -ударный ток трехфазного или двухфазного КЗ, А;

n -число составных проводников фазы.