Sprawdzenie opon pod kątem oporu dynamicznego sprowadza się do mechanicznego obliczenia struktury opony podczas zwarcia. Siły elektrodynamiczne powstające podczas zwarcia mają charakter oscylacyjny i mają składowe okresowe o częstotliwości 50 i 100 Hz. Siły te napędzają opony i izolatory, które są układ dynamiczny, V Ruch oscylacyjny. Odkształcenie elementów konstrukcyjnych i odpowiadające im naprężenia w materiale zależą od składowych siły elektrodynamicznej oraz od częstotliwości drgań własnych elementów wprawianych w drgania.

Szczególnie wysokie napięcia powstają w warunkach rezonansu, gdy częstotliwości własne układu szyna-izolator są bliskie 50 i 100 Hz. W takim przypadku napięcia w materiale szyn zbiorczych i izolatorów mogą być od dwóch do trzech razy wyższe niż napięcia obliczone z maksymalnej siły elektrodynamicznej podczas zwarcia spowodowanego prądem udarowym zwarciowym. Jeżeli częstotliwości własne systemu są mniejsze niż 30 lub większe niż 200 Hz, wówczas rezonans mechaniczny nie występuje, a szyny zbiorcze sprawdza się pod kątem rezystancji elektrodynamicznej przy założeniu, że szyny zbiorcze i izolatory stanowią układ statyczny o obciążeniu równym maksymalnemu siła elektrodynamiczna podczas zwarcia.

W większości stosowanych konstrukcji opon warunki te są spełnione, a PUE nie wymaga badania opon pod kątem wytrzymałości elektrodynamicznej z uwzględnieniem drgań mechanicznych.

W niektórych przypadkach, na przykład podczas projektowania nowych reaktorów ze sztywnymi szynami zbiorczymi, częstotliwość drgań własnych określa się za pomocą następujących wyrażeń:

dla opon aluminiowych:

dla szyn miedzianych:

gdzie l jest rozpiętością między izolatorami, m;

J - moment bezwładności Przekrój opona względem osi prostopadłej do kierunku siły zginającej, cm 4;

S - powierzchnia przekroju opony, cm 2.

Zmieniając rozpiętość i kształt przekroju opon, zapewnia się eliminację rezonansu mechanicznego, tj. tak, że v 0 > 200 Hz. Jeśli nie można tego osiągnąć, dokonuje się specjalnych obliczeń opon, biorąc pod uwagę siły dynamiczne powstające, gdy konstrukcja opony wibruje.

Obliczając autobusy jako układ statyczny wychodzimy z założenia, że ​​autobus każdej fazy jest belką wieloprzęsłową, swobodnie leżącą na sztywnych podporach, o jednakowych obciążenie rozproszone. W tym przypadku moment zginający jest określony przez wyrażenie.

gdzie f jest siłą na jednostkę długości, N/m.

W większości trudne warunki znaleziono fazę średnią, którą przyjmuje się jako obliczoną; za widok projektu Zakłada się, że zwarcie jest trójfazowe. Maksymalna siła na jednostkę długości fazy środkowej podczas zwarcia trójfazowego jest równa

gdzie i y - prąd udarowy zwarciowy, A

a jest odległością między osiami sąsiednich faz, m.

Napięcie (w megapaskalach) generowane w materiale opony wynosi

gdzie W jest momentem oporu opony, m 3.

Napięcie to musi być mniejsze lub równe dopuszczalnemu napięciu dodanemu (Tabela 3.3).

Moment oporu zależy od kształtu przekroju poprzecznego opon, ich wymiarów i względne położenie(ryc. 3.1, 3.2). W przypadku autobusów o krótkich odcinkach moment oporu określa się według tych samych katalogów, co prąd dopuszczalny.

Tabela 3.3

Dopuszczalne naprężenia mechaniczne w materiale opony

Wybrany rozpiętość nie powinna przekraczać największej dopuszczalna wartość l max, określony przez wyrażenie

W autobusach wielopasmowych, gdy opakowanie zawiera dwa lub trzy paski, pomiędzy fazami i pomiędzy paskami w opakowaniu powstają siły elektrodynamiczne. Siły działające pomiędzy paskami nie powinny powodować ich stykania się. Aby nadać opakowaniu sztywność i zapobiec stykaniu się pasków, montuje się przekładki wykonane z materiału opony (rys. 3.3).

Odległość uszczelek l p dobiera się tak, aby siły elektrodynamiczne podczas zwarcia nie spowodowały zetknięcia się pasków:

gdzie i 2 y jest prądem uderzeniowym zwarcia trójfazowego;

an jest odległością między osiami pasków, cm;

J p = hb 3 /12 - moment bezwładności paska, cm 4;

Kf jest współczynnikiem kształtu szyny zbiorczej (rys. 3.4), który uwzględnia wpływ wymiarów poprzecznych przewodu na siłę oddziaływania.

Aby zapobiec gwałtownemu wzrostowi sił w paskach w wyniku rezonansu mechanicznego, częstotliwość drgań własnych systemu musi być większa niż 200 Hz.

Na tej podstawie wartość l p dobierana jest według jeszcze jednego warunku:

gdzie m p jest masą taśmy na jednostkę długości, kg/m.

Pod uwagę brana jest mniejsza z dwóch uzyskanych wartości.

Całkowite napięcie w materiale szyny składa się z dwóch składników - s f i s p. Napięcie z interakcji faz s f wyznacza się w taki sam sposób, jak w przypadku autobusów jednopasmowych (W f przyjmuje się zgodnie z rys. 3.2). Przy określaniu napięcia z interakcji pasków s p przyjmuje się następujący rozkład prądu między paskami: w dwupasmówce - 0,5i y na pasek; w trzypasmowych - 0,4i y w skrajnych i 0,2i y w środku. W tym przypadku siła oddziaływania pomiędzy paskami w oponach dwupasmowych i siła działająca na zewnętrzne paski w oponach trzypasmowych wynoszą odpowiednio (w niutonach na metr)

Paski traktuje się jako belkę z zaciśniętymi końcami i równomiernie rozłożonym obciążeniem; maksymalny moment zginający (w niutonometrach) i sp (w megapaskalach) są określone przez wyrażenia

Siła f p dla dowolnego układu szyn wielobiegunowych działa na szeroką krawędź szyny i moment oporu

Warunek wytrzymałości mechanicznej opon ma postać:

s oblicz = s f + s p £ s dodaj.

Jeżeli ten warunek nie jest spełniony, należy zmniejszyć s f lub s p, co można osiągnąć poprzez zmniejszenie l f lub l p lub zwiększenie a lub W f.

Rozwiązując równanie sp w stosunku do l p, można wyznaczyć maksimum dopuszczalna odległość pomiędzy uszczelkami

Ostateczna wartość l p jest brana z rozważań projektowych (długość l p musi być wielokrotnością l).

Obliczenia mechaniczne szyn zbiorczych o przekroju skrzynkowym przeprowadza się w taki sam sposób, jak w przypadku szyn dwubiegunowych.

Przy obliczaniu s f bierze się pod uwagę (tabela 3.4):

Jeżeli opony są umieszczone w płaszczyźnie poziomej, a kanały są ze sobą sztywno połączone za pomocą spawanych nakładek, wówczas W calc = W y0-y0 ;

W przypadku braku sztywnego połączenia W oblicz = 2 W y-y ;

Kiedy opony znajdują się w płaszczyzna pionowa W oblicz = 2 W x-x .

Przy określaniu siły interakcji między kanałami tworzącymi szynę o przekroju skrzynkowym przyjmuje się k f = 1; odległość między osiami przewodów przyjmuje się równą wielkości h, a następnie Obliczeniowy moment oporu W p = W y-y.

W wielu konstrukcjach rozdzielnic szyny fazowe są rozmieszczone tak, że odcinki szyn zbiorczych są wierzchołkami trójkąta - równobocznego lub prostokątnego (tabela 3.4). Gdy szyny zbiorcze znajdują się w wierzchołkach trójkąta równobocznego, szyny wszystkich faz znajdują się w takich samych warunkach, a maksymalna siła oddziaływania okazuje się równa sile działającej na fazę B, gdy szyny zbiorcze są usytuowane w płaszczyźnie poziomej. Jeśli opony znajdują się na wierzchołkach trójkąt prostokątny, wówczas określenie pojawiających się sił staje się bardziej skomplikowane, ponieważ fazy są w fazie różne warunki. Określenie s p lub l p w oponach skrzynkowych przeprowadza się w tym przypadku w taki sam sposób, jak w przypadku, gdy opony są umieszczone w płaszczyźnie poziomej lub pionowej.

Tabela 3.4

Wzory do obliczania opon znajdujących się w wierzchołkach trójkąta

Lokalizacja opon	sfmax, MPa	Siły działające na izolatory, N

Notatka. We wzorach obliczeniowych i y - w amperach, l i a - w metrach, W - w metry sześcienne; F P - rozciąganie, F I - zginanie i F C - siły ściskające.

Obciążenie mechaniczne izolatorów zależy również od rozpiętości l i obciążenia właściwego opon f. Dlatego doboru izolatorów dokonuje się jednocześnie z doborem opon. Szyny sztywne mocuje się na izolatorach wsporczych i przepustowych, które dobiera się z warunków

U nom.set £ U nom.iz; F oblicz £ F dodaj,

gdzie U nom.install i U nom.iz to napięcia znamionowe instalacji i izolatorów;

F obliczone - siła działająca na izolator;

F ekstra - dopuszczalne obciążenie na głowicy izolatora, równy wartości znamionowej 0,6F;

F rupt to obciążenie niszczące izolatora podczas zginania, którego wartość dla izolatorów różne rodzaje podano poniżej (w niutonach):

OF-6-375, OF-10-375, OF-20-375, OF-35-375 3750

OF-6-750, OF-10-750, OF-20-750, OF-35-750 7500

OF-10-1250 12 500

OF-10-2000, OF-20-2000 20 000

OF-20-3000 30 000

Jeżeli izolatory wszystkich faz są umieszczone w płaszczyźnie poziomej lub pionowej, siłę obliczeniową izolatorów wsporczych określa się (w niutonach) za pomocą wyrażenia F obliczone = f f l f k h, gdzie k h - współczynnik korygujący do wysokości opony, jeśli jest zamontowana na krawędzi, k h = H/H od (H = H od + b + h/2).

Gdy opony znajdują się w wierzchołkach trójkąta, oblicza się F = k h F i (tabela 3.4).

Dla tulei F obliczono = 0,5f f l f. Izolatory te dobiera się także pod kątem dopuszczalnego prądu: I max £ I nom.

Dławiki ograniczające prąd są badane pod kątem odporności elektrodynamicznej i termicznej i muszą być spełnione następujące kryteria czeki:
— rezystancja elektrodynamiczna: idin * iud, (3,7)
gdzie idin - rezystancja elektrodynamiczna przy (wartość amplitudy) - patrz tabela 5.14, 5.15; dla reaktorów pojedynczych (nie podwójnych) podaje się tylko idin, a dla reaktorów podwójnych - wartość amplitudy idin i wartość skuteczną Idin prądu rezystancji elektrodynamicznej;

biorąc pod uwagę ograniczenie prądu, obliczone ze wzorów (2,40) - (2,43);

— opór cieplny:

Iter 2 ter * V, (3,8)

gdzie Iter - opór cieplny w - patrz tabela. 5,14, 5,15;
B - impuls prądu cieplnego uwzględniający ograniczenie prądu, obliczony ze wzoru B = Iп0 * 2(toff + Tae), (3,9)
gdzie toff to czas wyłączenia zabezpieczenia rezerwowego; toff = 4 s;
Tae jest równoważną stałą czasową zaniku składowej aperiodycznej prądu zwarciowego; Tae = 0,1 - 0,23 s.
Wyniki testu przedstawiono w tabeli. 3,5 - 3,7. Sprawdzenie rezystancji elektrodynamicznej i termicznej dławików w obwodzie z rys. 2.1

Podane reaktory typu RBU 10-1000-0.14U3 nie są sekcyjne, ale wielogrupowe, ponieważ w odcinku za dławikiem nie ma źródeł zasilających prądy zwarciowe, za wyjątkiem silników elektrycznych.
Maksimum przepływa przez reaktor w punkcie K2. Odpowiednie prądy, biorąc pod uwagę ograniczenie prądu Iпc0 = 13,1 kA i iud.s = 36,2, obliczono w tabeli 2.6. Pod względem rezystancji elektrodynamicznej reaktory wychodzą z dużym marginesem - tabela 3.5.

W tabeli 2.8 obliczono impuls cieplny przy B = 86,8 kA2·s za reaktorem. Ściśle mówiąc, wskazany impuls cieplny uwzględnia prądy ładowania silników za reaktorem, które w rzeczywistości nie przepływają przez reaktor w punkcie K2. Ale, jak pokazuje tabela 3.5, nawet biorąc pod uwagę przeszacowanie impulsu cieplnego, stabilność termiczna jest zapewniona z dużym marginesem obliczeń dla reaktora SR.
Maksimum przepływa przez SR-1 na odcinku C1. Odpowiednią obliczymy, biorąc pod uwagę ograniczenie prądu, korzystając z obliczonej w paragrafie 3.2.2 zwarcie Ip0vg1 = 99,9 kA:

x*(b) = 99,9 1,05 ·5,78 = 0,061; - z równania (2.31)

Iп0 = 0,061 0,167 1,05 + 5,78 = 26,7 kA, - wzór (2,31)

gdzie xr1*(b) = 0,167 to rezystancja reaktora SR.

kud = 1 + exp(-0,01/0,1) = 1,905 - wzór (2,43)

isp = 2 1,905 26,7 = 71,9 kA - wzór (2,42)

B = 71,92·(4 + 0,1) = 2923 kA2·s - wzór (3,9)

Obliczenia dla reaktora R.

Maksimum przepływa przez reaktor P w sekcji 2P.
Odpowiednie uzupełnienie z układu Iп0 = 15,2 kA oblicza się w paragrafie 3.2.3. Współczynnik wpływu pozostaje taki sam:
isp = 2 1,905 15,2 = 41,0 kA - wzór (2,42)
B = 15,22·(4 + 0,1) = 947 kA2·s - wzór (3.9) Obliczenia dla reaktora Res.
Maksimum przepływa przez reaktor Res bezpośrednio za reaktorem rezerwowym. Obliczenia w tym przypadku całkowicie pokrywają się z obliczeniami dla działającego reaktora R.

Obliczenia dla reaktora RS.

Maksimum przepływa przez reaktor RS przy napięciu 6,3 kV w zespołach grupowych. Odpowiednie uzupełnienie z układu Iп0 = 13,6 kA oblicza się w paragrafie 3.2.4.
isp = 2 1,905 13,6 = 36,6 kA - wzór (2,42)
B = 13,62·(4 + 0,1) = 758 kA2·s – wzór (3.9) Z tabeli 3.6 wynika, że ​​czynnikiem determinującym jest badanie reaktorów pod kątem rezystancji elektrodynamicznej. Pod względem oporu cieplnego przechodzą z dużym marginesem, ponieważ podczas przepływu prądu oporu cieplnego tther = 8 s znacznie przekracza toff = 4 s we wzorze (3.9).

Sprawdzenie rezystancji elektrodynamicznej i termicznej dławików w obwodzie z rys. 3.2

4.4 Sprawdzenie urządzeń ochronnych pod kątem wytrzymałości termicznej i dynamicznej

Przełącznik AE 2066MP-100

Maksymalna zdolność wyłączania Iab. pr=9 kA.

Iaw. pr=9kA>Isp=3,52kA

Przełącznik AE 2066-100

Maksymalna zdolność wyłączania Iab. pr=12 kA.

Iaw. pr=12 kA>Isp=11,5 kA

Opór dynamiczny dla ten przełącznik wykonane.

Sprawdzanie zwolnienia według warunku:

gdzie ja r. max - maksymalny prąd pracy silnika prasy.

Bezpiecznik PN-2-100-10

U nom = 380 V

Wyłączyłem nom > pokonałem 100 kA > 1,94 kA

Nom > jestem niewolnikiem 100A > 10A

Nom inst > I slave 31,5A > 10A

Wyłącznik automatyczny SF6 kolumny wysokiego napięcia

Temperaturę nagrzewania pola stykowego można wyznaczyć za pomocą odwrotnego wzoru Kukekowa: , (5.9) gdzie Tk jest maksymalną dopuszczalną temperaturą nagrzewania styku przy przepływie przez niego prądu zwarciowego...

Procesy dynamiczne i stabilność okrętowych systemów elektroenergetycznych

Kable bada się pod kątem odporności termicznej zgodnie z warunkiem q?qmin, gdzie q jest wybranym przekrojem przewodu. qmin - kvBk (dla marek ChRL przyjętych w projekcie zgodnie z Załącznikiem 21.OST5.6181-81 przyjmujemy k=7,3)...

Ocena prawidłowego doboru liczby i mocy zespołów prądotwórczych na statku sieć elektryczna

Kable bada się pod kątem odporności termicznej zgodnie z warunkiem q?qmin, gdzie q jest wybranym przekrojem przewodu. qmin - kvBk (dla marek ChRL przyjętych w projekcie zgodnie z Załącznikiem 21. OST5.6181-81 przyjmujemy k = 7,3)...

Standardowy przekrój 150 mm2, dobrany dla kabli a i b ze względu na grzanie i ekonomiczną gęstość prądu, należy sprawdzić pod kątem odporności termicznej w stanie zwarciowym na szynach źródła prądu 8 kA. gdzie jest impuls prądu zwarciowego według prawa kwadratowego...

Obliczenia trzyczłonowej podstacji trakcyjnej na napięcie 10 kV

Sprowadza się to do określenia naprężeń mechanicznych w materiałach opon od działania sił elektrodynamicznych. Największe naprężenia mechaniczne w materiale opon sztywnych nie powinny przekraczać 0,7 wytrzymałości na rozciąganie według Gosstandart...

Obliczenia trzyczłonowej podstacji trakcyjnej na napięcie 10 kV

Aby zapewnić odporność termiczną szyn zbiorczych podczas zwarcia, konieczne jest, aby przepływający przez nie prąd nie powodował wzrostu temperatury powyżej maksymalnej dopuszczalnej podczas krótkotrwałego nagrzewania, która dla szyn miedzianych wynosi 300°C. .

Przebudowa układu zasilania dzielnicy mieszkalnej miasta

Kable wybrane w trybie normalnym i badane pod kątem dopuszczalnego przeciążenia w trybie poawaryjnym sprawdzane są zgodnie z warunkiem (6.10), gdzie SMIN jest minimalnym przekrojem oporu cieplnego, mm2; SE - część ekonomiczna...

Ochrona przekaźników i automatyzacja sterowania układami zasilania

Warunek stabilności elektrodynamicznej TT TLK-35-50: , Zastępowanie wartości liczbowe, otrzymujemy: Zatem przekładnik prądowy TLK-35-50 spełnia warunek stabilności elektrodynamicznej...

System zasilania terenów rolniczych

Obliczeń dokonuje się według wzoru: , mm2, (6.13) gdzie C jest stałą, przyjmując wartość dla SIP - 3 C =; Ta.av – średnia wartość czasu zaniku swobodnych prądów zwarciowych, Ta.av = 0,02 s; - czas działania wyłącznika, s, dla BB/TEL - 10 s...

Zasilanie spiekalni zakładu metalurgicznego

Wyznaczmy minimalny przekrój kabla, zgodnie z warunkami oporu cieplnego, dla punktu K-2 mm2, gdzie C jest funkcją cieplną, dla kabli 6 kV z żyłami aluminiowymi i izolacją papierową C = 85 A. s2/ mm2. Określmy minimalny przekrój kabla...

Zasilanie elektryczne budynku mieszkalnego

Badanie rezystancji termicznej kabla polega na obliczeniu impulsu cieplnego - ilości ciepła...

Do badania przewodów pod kątem rezystancji termicznej podczas zwarcia stosują koncepcję impulsu cieplnego Bk, który charakteryzuje ilość ciepła...

Zasilanie instalacji do produkcji poliolefin

Pozycja Skala, kVA n Marka Fprin, mmІ Bk, kA mmІ qmin, mmІ Fcon, mmІ 1 2 3 4 5 6 7 8 GPP-TP 1 2157,48 2 N2XSEY 3Ch50 8,74 21,117 3Ch50 GPP-TP 6 1028,92 2 N2XSEY 3Ch25 8,64 21,001 3Ch25 GPP -TP 7.448,98 2 N2XSEY 3Ch25 8,83 21.230 3Ch25 GPP-AD1 1485,00 2 N2XSEY 3Ch25 8,80 21...

Zasilanie warsztatu montażu mechanicznego

Kiedy przepływa prąd zwarciowy wzdłuż kabla w kablu uwalniany jest impuls termiczny. Ilość ciepła zależy od czasu trwania zabezpieczenia, czasu trwania prądu zwarciowego i wielkości prądu zwarciowego...

Szyny zbiorcze dobierane są w zależności od dopuszczalnego nagrzewania od stanu,

gdzie obliczyłem, to obliczony prąd, I dodatkowo to długoterminowy dopuszczalny prąd w zależności od warunków ogrzewania.

Wybrane odcinki szyn zbiorczych należy sprawdzić pod kątem wytrzymałości termicznej i elektrodynamicznej.

Kiedy prąd zwarciowy przepływa przez szyny zbiorcze i inne części pod napięciem, powstają siły elektrodynamiczne, które powodują momenty zginające i naprężenia w metalu. Kryteriami wytrzymałości elektrodynamicznej lub wytrzymałości mechanicznej opon są: maksymalne napięcia, która nie powinna przekraczać dopuszczalnej dla tego materiału wartości.

σ р ≤ σ dodatkowe, gdzie σ р, σ dodatkowe to odpowiednio obliczone i dopuszczalne naprężenia zginające materiału.

Autobus zamontowany na izolatorach można uznać za belkę wieloprzęsłową. Największe naprężenia w metalu podczas zginania

gdzie M jest maksymalnym momentem zginającym, N m; W – moment oporu opony, m3.

Kiedy opony są ułożone na krawędzi, kiedy są ułożone płasko.

Tutaj b i h to szerokość (wąski bok) i wysokość ( duża strona) sekcja opon, m.

Wyrażenie na moment zginający M wywołany prądem udarowym zwarciowym można otrzymać, rozważając oponę jako równomiernie obciążoną belkę wieloprzęsłową.

Gdzie l– odległość między izolatorami, m; ζ – współczynnik równy 10 dla przęseł zewnętrznych i 12 dla pozostałych przęseł; F jest siłą oddziaływania między przewodnikami, gdy przepływa przez nie prąd udarowy zwarciowy.

W przypadku autobusów trójfazowych za obliczony przyjmuje się prąd udarowy zwarcia trójfazowego. Ponadto obliczenia rezystancji elektrodynamicznej przeprowadza się dla przewodów fazy środkowej, ponieważ podlegają one najwyższe wartości EDU.

Tutaj A– odległość między oponami, l– odległość między izolatorami fazowymi, Kf – współczynnik kształtu wyznaczany z krzywych Dwighta (zwykle Kf ≈ 1).

Naprężenia mechaniczne materiały przewodzące nie powinny przekraczać 140 MPa dla miedzi (gatunek MT) i 70 MPa dla aluminium (gatunek AT).

Przy obliczaniu siły niszczącej działającej na izolator, gdzie Kn = 1, gdy szyny są ułożone płasko, Kn = (h od + b + 0,5h) / h, gdy szyny są ustawione na krawędzi. Na otwarte urządzenia dystrybucyjne, gdzie izolacja urządzeń elektrycznych jest narażona na działanie wiatru, lodu, napięcia przewodów, do obliczeń wprowadza się współczynnik bezpieczeństwa K s = 3 (obciążenie izolatorów powinno być 3 razy mniejsze niż maksymalne obciążenie niszczące). W przypadku zamkniętych reaktorów współczynnik bezpieczeństwa zmniejsza się do 1,5–1,7.

Opony, jak każdy inny system, wykonują drgania swobodne lub naturalne w postaci fal stojących. Jeśli częstotliwość wymuszone oscylacje pod wpływem EDF będzie zbliżona do częstotliwości drgań naturalnych, wówczas nawet przy stosunkowo niewielkim wysiłku może nastąpić rezonans mechaniczny i zniszczenie aparatu. Dlatego przy obliczaniu rezystancji elektrodynamicznej należy wziąć pod uwagę możliwość rezonansu mechanicznego.

Częstotliwość drgań własnych opon znajdujących się w tej samej płaszczyźnie można określić za pomocą wyrażenia.

, Gdzie 1 – rozpiętość opon, m; E – moduł sprężystości materiału opony, Pa; J – moment bezwładności przekroju opony, m 4 ; m – masa jednego metr liniowy opony, kg/m. Moment bezwładności J wyznacza się względem osi przekroju prostopadłej do płaszczyzny drgań. Kiedy opony są ułożone na krawędzi, kiedy opony są ułożone płasko

Jeżeli częstotliwość drgań własnych jest większa niż 200 Hz, zjawisko rezonansu nie jest brane pod uwagę. Jeżeli częstotliwość f 0< 200 Гц, то для исключения возникновения резонанса изменяют расстояние между опорными изоляторами.

Aby spełnić warunki oporu cieplnego szyn zbiorczych, konieczne jest, aby przepływający przez nie prąd zwarciowy nie powodował wzrostu temperatury powyżej maksymalnej dopuszczalnej. Minimalny termicznie stabilny przekrój szyny zbiorczej lub przewodu musi spełniać następujące warunki:

gdzie V k jest obliczonym impulsem prądu cieplnego. C – współczynnik (funkcja) termiczny, zależny od materiału opony. Do obliczeń praktycznych V k = I ¥ 2 t pr,

gdzie I ¥ jest wartością skuteczną prądu zwarciowego w stanie ustalonym; t pr – skrócony czas działania prądu zwarciowego.

Przez czas skrócony rozumiemy czas, w którym ustalony prąd zwarciowy I ¥ uwalnia taką samą ilość ciepła, jak zmienny w czasie prąd zwarciowy w czasie rzeczywistym t.

t pr =t pr.p + t pr.a, gdzie t pr.p, t pr.a – składowe okresowe i aokresowe skróconego czasu zwarcia. Składową okresową czasu t pr.p wyznacza się z krzywych zależności t pr.p = f(β""). Tutaj β"" = I""/I ¥, gdzie I"" jest wartością skuteczną składowej okresowej prądu zwarciowego w okres początkowy(początkowy przejściowy prąd zwarciowy). Jeżeli emf źródła jest stały, co ma miejsce w przypadku zasilania z sieci o nieograniczonej mocy, wówczas przyjmuje się, że I"" = I ¥ i β"" = 1.

Skrócony czas składnika okresowego t pr.a = 0,005β"" 2. Współczynnik cieplny C można wyznaczyć analitycznie z wyrażenia C =,

gdzie A ΘKON, A ΘNACH – funkcje termiczne lub wartości średniokwadratowych impulsów prądu odpowiadające temperaturze końcowej i początkowej szyny lub przewodów podczas zwarcia, A 2 s/mm 4 .

Zazwyczaj podręczniki podają krzywe zależności temperatury od wartości obliczonej całki A Θ dla różne materiały. Opony oblicza się pod kątem oporu cieplnego, korzystając z krzywych w następujący sposób. Ustawiamy dopuszczalną temperaturę przewodu podczas zwarcia i przy prądzie znamionowym, a następnie z krzywych wyznaczamy odpowiednie wartości A ΘCON, A ΘSTART. Dla opon aluminiowych w warunkach nominalnych temperatura początkowa wynosi 70 o C, dopuszczalna temperatura końcowa wynosi 200 o C. W tym przypadku współczynnik cieplny C = 95.

Zatem w przypadku szyn aluminiowych minimalny przekrój odporny termicznie można obliczyć analitycznie z wyrażenia: .

Przy zastosowaniu graficzno-analitycznej metody obliczeń konieczne jest, aby θ cr ≤ θ dodatkowo, gdzie θ cr jest temperaturą nagrzewania szyny zbiorczej prądem zwarciowym; θ dodatkowa – dopuszczalna temperatura nagrzewania, zależna od materiału opony.

Temperaturę nagrzewania szyny prądem zwarciowym wyznacza się z krzywych w zależności od temperatury początkowej, materiału szyny zbiorczej i impulsu cieplnego.

Przy wyborze urządzeń i przewodów w obwodzie liniowym należy to wziąć pod uwagę

a) szyny odgałęzień od szyn zbiorczych i przepusty pomiędzy szynami zbiorczymi a odłącznikami (jeżeli występują półki oddzielające) należy dobierać w oparciu o zwarcie do dławika;

b) doboru odłączników szynowych, przełączników, przekładników prądowych, przepustów i szyn zbiorczych instalowanych przed dławikiem należy dokonać w oparciu o wartości tonów zwarciowych za dławikiem.

Obliczany rodzaj zwarcia podczas sprawdzania rezystancji elektrodynamicznej urządzeń i sztywnych szyn zbiorczych wraz z powiązanymi podporami i konstrukcje wsporcze jest zwarciem trójfazowym. Oporność cieplną należy także sprawdzić pod kątem zwarcia trójfazowego. Urządzenia i przewody stosowane w obwodach generatorów o mocy 60 MW i większej, a także w obwodach blokowych generator-transformator o tej samej mocy, należy sprawdzić pod kątem rezystancji termicznej, w oparciu o szacunkowy czas zwarcia wynoszący 4 s. Dlatego w obwodzie generatora należy uwzględnić zwarcia trójfazowe i dwufazowe. Zdolność wyłączania urządzeń w sieciach nieuziemionych lub uziemionych rezonansowo (sieci o napięciu do 35 kV włącznie) należy sprawdzać trójfazowym prądem zwarciowym. W skutecznie uziemionych sieciach (sieci o napięciu 110 kV i wyższym) prądy są określane podczas zwarć trójfazowych i jednofazowych, a zdolność wyłączania sprawdzana jest w bardziej rygorystycznym trybie, biorąc pod uwagę warunki przywrócenia napięcia.

Badanie rezystancji elektrodynamicznej.

Prądy udarowe zwarciowe mogą powodować awarie urządzeń elektrycznych i konstrukcji szyn zbiorczych. Aby temu zapobiec, każdy typ urządzenia jest testowany w fabryce, ustawiając dla niego najwyższy dopuszczalny prąd zwarciowy (wartość amplitudy prąd pozorny) mam. W literaturze istnieje inna nazwa tego prądu - maksymalny prąd zwarciowy i rms.

Warunek badania rezystancji elektrodynamicznej ma postać

biję ≤ din,

Gdzie pobiłem– obliczony prąd udarowy w obwodzie..

Badanie odporności termicznej.

Przewody i urządzenia podczas zwarcia nie powinny nagrzewać się powyżej dopuszczalna temperatura, ustalone przez normy dotyczące krótkotrwałego ogrzewania.

Dla oporu cieplnego urządzeń musi być spełniony następujący warunek:

gdzie Bk jest kwadratowym impulsem prądu zwarciowego, proporcjonalnym do ilości energii cieplnej wydzielonej podczas zwarcia;

ja ter- prąd znamionowy opór cieplny urządzenia;

t ter - nominalny czas oporu cieplnego urządzenia.

Urządzenie może wytrzymać prąd przez pewien czas.

Impuls prądu zwarciowego o fali prostokątnej

gdzie jest t chwilową wartością prądu zwarciowego w chwili t;

t rozwarty – czas od początku zwarcia do jego wyłączenia;

B kp - impuls cieplny składowej okresowej prądu zwarciowego;

Bk.a ​​– impuls termiczny składowej aperiodycznej prądu zwarciowego.

Impuls termiczny Bk jest definiowany odmiennie w zależności od położenia miejsca zwarcia w obwodzie elektrycznym.

Można wyróżnić trzy główne przypadki:

· zdalne zwarcie,

· zwarcie w pobliżu generatorów lub kompensatorów synchronicznych,

· zwarcie w pobliżu grupy mocne silniki elektryczne:

W pierwszym przypadku całkowity impuls cieplny zwarcia

gdzie I p.0 jest wartością skuteczną składowej okresowej początkowego prądu zwarciowego;

T a jest stałą czasową zaniku składowej aperiodycznej prądu zwarciowego.

Wyznaczenie impulsu termicznego Bk dla pozostałych dwóch przypadków zwarcia jest dość trudne. Dla przybliżone obliczenia Możesz użyć podanego wyrażenia B do.

Według PUE czas wyłączenia t rozwarty jest sumą czasu działania zabezpieczenia przekaźnika głównego danego obwodu t r.z i całkowitego czasu wyłączenia wyłącznika t o.v;

t otwarte = t r.z + t o.v