Действие токов КЗ

Вопрос 11: Электродинамическое и термическое

Для предотвращения механических повреждений под действием усилий, возникающих в проводниках при протекании по ним токов КЗ, все элементы токоведущих конструкции должны обладать достаточной электродинамической стойкостью.

Под электродинамической стойкостью понимают обычно способность аппаратов или проводников выдерживать механические усилия, возникающие при протекании токов КЗ, без деформаций, препятствующих их дальнейшей нормальной работе.

Для электрических аппаратов завод-изготовитель указывает гарантийный ток КЗ, при котором обеспечивается электродинамическая стойкость. Этот ток сравнивается с расчетным ударным током КЗ. Должно быть выполнено условие

.

Согласно ПУЭ на электродинамическую стойкость не проверяют аппараты и проводники, защищенные предохранителями с плавкими вставками но ток до 60 А, а также аппараты и шины цепей трансформаторов напряжения при условии их расположения в отдельной камере.

При протекании тока КЗ температура проводника повышается. Длительность процесса КЗ обычно мала, поэтому тепло, выделяющееся в проводнике, не успевает передаваться в окружающую среду и практически целиком идет на нагрев проводника. Поскольку ток КЗ значительно превышает ток рабочего режима, нагрев проводника может достичь опасных значений, приводя к плавлению или обугливанию изоляции, к деформации и плавлению токоведущих частей и т.п.

Критерием термической стойкости проводника является допустимая температура его нагрева токами КЗ. Поэтому проводник или аппарат следует считать термически стойким, если его температура в процессе КЗ не превышает допустимых величин.

При приближенных расчетах минимальное сечение проводника, отвечающее требованию его термической стойкости при КЗ, т.е. такое сечение, которое при заданном токе КЗ обусловливает нагрев проводника до кратковременно допустимой температуры, можно определить по формуле:

,

где В_к - полный импульс квадратичного тока КЗ, определяющийся из выражения ,

С - температурный коэффициент.

Очевидно, что проводник сечением q будет термически стойким, если выполняется условие q ³ q_min.

При выборе электрических аппаратов обычно не требуется определять температуру токоведущих частей, поскольку завод изготовитель по данным специальных испытаний и расчетов гарантирует время и среднеквадратичный ток термической стойкости. Условие проверки термической стойкости в этом случае следующее:

,

где В_к - расчетный импульс квадратичного тока КЗ; I_тер и t_тер - соответственно среднеквадратичный ток термической стойкости и времени протекания (номинальные значения).

В ПУЭ оговорен ряд случаев, когда допустимо не проверять проводники и аппараты на термическую стойкость при КЗ. Это касается проводов воздушных линий при отсутствии на них быстродействующего АПВ, аппаратов и проводников цепей, защищенных плавкими предохранителями, проводников цепей трансформаторов напряжения.

Дата добавления: 2014-01-07