Нагрев и охлаждение электрических аппаратов

Электродинамическая стойкость аппаратов

Электродинамические усилия при переменном токе

Пусть ток в проводнике не имеет апериодической составляющей:

При одинаковом направлении тока два параллельных проводника притягиваются с усилием:

где F_м – максимальное значение усилия.

Усилие имеет постоянную составляющую и переменную составляющую двойной частоты. Среднее значение усилия за период пропорционально квадрату действующего значения тока:

где I – действующее значение тока.

При наличии апериодической составляющей тока ток и усилие изменяется во времени по закону:

где T_a – постоянная времени апериодической составляющей тока.

Для трехфазной системы, в которой токи сдвинуты на 120°, характерно изменение знака ЭДУ.

Рассмотрим параллельные проводники фаз 1-3 трехфазной системы, расположенные в одной плоскости. Проводники имеют круглое сечение и жестко укреплены на опорных изоляторах 4-6. Изоляторы закреплены на стальных рейках или стене. Предположим, что расстояние между проводниками мало по сравнению с их длиной.

Максимальное значение притягивающего и отталкивающего усилий:

На изоляторы 4-6 воздействуют усилия как сжатия так и растяжения.

Механическая прочность элементов конструкции электрических аппаратов зависит от значения ЭДУ, его направления, длительности воздействия и крутизны нарастания.

Расчет электродинамической стойкости проводится для проводников средней фазы, на которые действуют наибольшие значения ЭДУ. Расчет ЭДУ ведется по ударному току КЗ.

Ударный ток короткого замыкания:

где K_уд – ударный коэффициент, о.е.

Ударный коэффициент:

где t_уд – время от начала короткого замыкания до появления ударного тока, с.

Время от начала короткого замыкания до появления ударного тока:

Обычно в паспортных данных электрического аппарата указывается ток электродинамической стойкости. Электрический аппарат нужно выбирать так, чтобы:

3.2.1 В токоведущих, изолирующих и конструктивных деталях электрических аппаратов возникают потери электрической энергии в виде тепла. В общем случае тепловая энергия частично расходуется на повышение температуры аппарата и частично рассеивается в окружающей среде.

При повышении температуры происходит ускоренное старение изоляции проводников и уменьшение их механической прочности. Например, срок службы изоляции при возрастании длительной температуры всего лишь на 8 °С выше номинальной сокращается в 2 раза. При увеличении температуры от 100 до 250 °С механическая прочность меди снижается на 40%. Эти процессы осложняются тем, что при КЗ, когда температура может достигать 200-300 °С, на токоведуще детали воздействуют большие электродинамические усилия. Устойчивая работа контактных соединений также сильно зависит от температуры.

Нагрев токоведущих частей и изоляции аппарата в значительной степени определяет его надежность. Поэтому во всех возможных режимах работы температура их не должна превосходить таких значений, при которых обеспечивается заданная длительность работы аппарата.

Классы нагревостойкости изоляции устанавливаются ГОСТ 8865-93 (МЭК 85-84) «Системы электрической изоляции. Оценка нагревостойкости и классификация»

Обозначение класса нагревостойкости	Температура, °С
Y
А
Е
В
F
Н

Дата добавления: 2014-01-20