10.7. 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. По-

356

Глава 10. Выбор аппаратов и токоведущих устройств

скольку процесс КЗ кратковременный, то можно считать, что 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

где /_оср — температура окружающей среды (почвы); С_доп — допустимая темпе­ратура при нормальном режиме, принимаемая равной 60 °С; /_доп — допусти­мый ток для выбранного 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

С

п '«Ун ₌ VfiL (Ю.27)

где В_к — тепловой импульс; С = А_кон — Л_нт — коэффициент, соответствую­щий разности выделенного тепла в проводнике после короткого замыкания и до него.

Для кабелей напряжением 6—10 кВ с бумажной изоляцией и медными жи­лами С= 141, с алюминиевыми жилами С= 85; для кабелей с поливинилхло-ридной или резиновой изоляцией с медными жилами С= 123, с алюминие­выми жилами С = 75.

Приведенное время /_п, соответствующее сумме приведенного времени для периодической и апериодической слагаемых тока, можно определять по кри­вым, связывающим действительное время отключения /_д = ?_откл токоведущих частей и (3 = / 11_х — отношение начального сверхпереходного тока к уста­новившемуся току в месте КЗ. Учитывая особенности сетей электроснабже­ния 6УР—4УР, заключающиеся в возможности принять /" = f_x, (3 = 1 счита­ют 'д = 'откл-

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 /. При этом определяют максимальное усилие FHa шинную конструкцию без учета механических колебаний, но с учетом расстояния / между изолято­рами шинной конструкции и расстояния между фазами а (рис. 10.2).

Наибольшее электродинамическое усилие на единицу длины, Н/см,

/=l,76/_y²|l0⁹,

10.7. Проверка на термическую и динамическую стойкость

357

где а — расстояние между проводами, см.

Изгибающий момент (при числе пролетов больше двух), Нем,

M=fl\

где / — расстояние между опорными изоляторами, см. Сила, действующая на опорный изолятор, Н,

F= 10//.

Допускаемые нагрузки на опорные изоляторы: типа ОА — 2250; типа ОБ - 4500 Н.

Напряжение, возникающее в металле, МПа:

а = 0,1 М/IV,

где W — момент сопротивления.

Для шин, установленных на ребро, момент, см³,

W = b²h/6,

где Ь, h — размеры шины (Ь — меньший размер). Для шин, установленных плашмя, момент, см³,

W= bh²/6.

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

_t

_Ж

Рис. 10.2. Расстояние между фазами (b, h — размеры шин)

358