7.3.3. Проверка шинных конструкций с жесткими опорами на электродинамическую стойкость

7.3.3.1.Шинную конструкцию, изоляторы которой обладают высокой жесткостью и неподвижны при КЗ, при расчете следует представлять как стержень с защемленными концами, имеющий основную частоту собственных колебаний.

Рис. 7.4.Двухполосная шина

Таблица 7.4

Формулы для определения момента инерции j и момента сопротивления w поперечных сечений шин

Сечения шин	Расчетные формулы
	J, м4	W,м3
		0,118Н3
	Для одного элемента ;
	; ; ; ; 1/6 для стандартных двутавровых профилей
	;	;
Сечение прокатных профилей стандартных размеров	Приближенные формулы: двутавровый профиль на «ребро» швеллерообразный (корытный) профиль на «ребро»
Сечение любой формы	Ориентировочная оценка момента сопротивления относительно центральной оси: для сплошного симметричного сечения ;; для полого симметричного сечения ; ; где S- площадь сечения; h, b -высота и ширина сечения соответственно;l- длина периметра;  -толщина стенки (для полого сечения)

* Если прокладки приварены к обеим полосам пакета, моменты инерции и момент сопротивления принимаются равными: и.

7.3.3.2.Максимальное напряжение в материале шин и нагрузку на изоляторы шинной конструкции, в которой шины расположены в одной плоскости, а изоляторы обладают высокой жесткостью, следует определять по формулам:

при трехфазном КЗ

(7.19)

и

, (7.20)

при двухфазном КЗ

(7.21)

и

, (7.22)

где -коэффициент динамической нагрузки, зависящий от расчетной основной частоты собственных колебаний шиныf₁. Значения коэффициента для двухфазного и трехфазного КЗ в зависимости от отношенияf₁/f_c (f_c= 50 Гц) следует определять по графику на рис.7.5.

Значения расчетной частоты собственных колебаний (f₁) в герцах следует определять в соответствии с п. 7.3.3.4.

7.3.3.3.Максимальные нагрузки на проходные изоляторы следует определять по формуле

, (7.23)

где l_пр- расстояние от торца проходного изолятора до ближайшего опорного изолятора фазы, м.

7.3.3.4.Расчетную частоту собственных колебаний шины в герцах следует определять по формуле

, (7.24)

где Е -модуль упругости материала шины, Па;

J -момент инерции поперечного сечения шины, м⁴;

т -масса шины на единицу длины, кг/м;

r₁-параметр основной собственной частоты шины.

Значения параметра частоты зависят от типа шинной конструкции и представлены в табл. 7.1.

7.3.3.5.Максимальное напряжение в материале составных шин следует определять по формуле

_max = _ф.max + _эл.max, (7.25)

где _ф.max-максимальное напряжение в материале шин, которое следует определять в зависимости от вида КЗ по формуле (7.19) или (7.21);

_эл.max-максимальное напряжение в материале шины, которое следует определять по формуле

, (7.26)

где _эл- коэффициент динамической нагрузки, зависящий от основной частоты (f_1эл) собственных колебаний элементов составной шины, который следует определять по расчетному графику, приведенному на рис.7.5.

Рис. 7.5.Зависимость динамического коэффициента для изоляторов и шин от частоты собственных колебаний шины, где 1 приК_уд1,60; 2 приК_уд= 1,40;

3 при К_уд=1,25; 4 приК_уд= 1,10; 5 приК_уд= 1,00

Расчетную основную частоту собственных колебаний элементов составной шины фазы в герцах следует определять по формуле

, (7.27)

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

J_эл -момент инерции поперечного сечения элемента шин, м⁴;

т_эл -масса элемента на единицу длины, кг/м;

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

7.3.3.6.Максимальные напряжения в материале шин и максимальные нагрузки на опорные и проходные изоляторы при расположении шин по вершинам треугольника (рис.7.2,б,в,г) следует определять с учетом их пространственных колебаний по формулам

; (7.28)

; (7.29)

, (7.30)

где W -меньший из двух моментов сопротивлений поперечного сечения шины (момента сопротивленияW_при изгибе в плоскости и момента сопротивления W_при изгибе шины в плоскости) (рис.7.2), м³;

,- электродинамические силы, определяемые соответственно по формулам (7.10) и (7.11);

_,_F- коэффициенты, значения которых для наиболее распространенных типов шинных конструкций (рис.7.2,б,в,г) приведены в табл. 7.5.

Таблица 7.5