V.2 Нагрев П и А токами КЗ. Термическая стойкость А и П

V.1. Нагрев аппаратов (А) и проводников (П) токами длительного режима.

V. Основные процессы и явления, определяющие конструкцию аппаратов и проводников

При протекании тока в длительном режиме происходит нагрев А или П. Нагрев может повредить изоляцию и контакты. Допустимый нагрев определяется длительной допустимой температурой нагрева для проводников и аппаратов t_дл.доп. Температура нагрева зависит от протекающего тока и температуры окружающей среды t_о.с., где установлен аппарат (проводник). Так как температуру нагрева П или А в эксплуатации трудно измерить, то допустимость работы А или П в длительном режиме определяется номинальным током А или допустимым током П (I_ном.,I_{доп .}), которые приводятся в справочнике. Номинальный ток I_ном. нормирован для температуры окружающего воздуха (t_о.с.ном = 35 ^оС), а допустимый ток I_{дл.доп .} – 1) если проводник проложен по воздуху для температуры окружающего воздуха (t_о.с.ном = 25 ^оС); 2) если проводник проложен по земле для температуры земли (t_о.с.ном = 15 ^оС).

Если действительная температуры окружающей среды отличается от расчетной, следует произвести пересчет длительных номинальных (допустимых) токов по формулам:

; .

Продолжительность КЗ не превышает нескольких секунд. В течение этого времени выделение тепла настолько велико, что температура П и А выходит за пределы, установленные для нормального режима. Даже кратковременное повышение температуры П или А при КЗ может привести к размягчению и плавлению металла, выжиганию изоляции, разрушению контактов и др. Для надежной работы электрической системы необходимо исключить такие повреждения, что достигается выбором соответствующих размеров токоведущих частей и по возможности быстрым автоматическим отключением поврежденной цепи.

Свойство А или П противостоять кратковременному тепловому действию токов КЗ без повреждений, препятствующих дальнейшей исправной работе, называется термической стойкостью.

Критерием термической стойкости является конечная температура, которая ограничивается механической прочностью металла, температурными деформациями частей А, а также теплостойкостью изоляции. Допускаемые конечные температуры для А и П установлены на основании опыта. Они выше температуры при нормальном режиме, поскольку изменение механических свойств металла и износ изоляции определяются не только температурой, но также продолжительностью нагревания, которая в режиме КЗ мала. Так как конечная температура П и А зависит от величины тока КЗ и времени его протекания, то на практике критерием термической стойкости служит так называемый интеграл Джоуля или тепловой импульс. При проверке П и А сравнивают допустимое значение теплового импульса с расчетным .

,

где и - ток и время термической стойкости (берутся из справочника);

- действующее значение начальной периодической составляющей трехфазного тока КЗ;

-время затухания апериодической составляющей тока КЗ;

- время отключения тока КЗ. Оно равно

,

где - время срабатывания основной релейной защиты рассматриваемой цепи;

- полное время отключения выключателя (берется из справочника).

Дата добавления: 2014-01-07