Электродинамическое и термическое действие токов КЗ 14.16.1. Электродинамическое действие токов КЗ

В современных мощных электрических установках ударные токи КЗ достигают очень больших значений. Возникающие при этом механические усилия между отдельными токове- дущими частями машин, аппаратов и элементов распределительных устройств способны вы­звать значительные повреждения.

Поэтому для надежной работы электрической установки все ее элементы должны обла­дать достаточной динамической устойчивостью против этих максимальных механических уси­лий при возникновении ударного тока.

Исходя из закона Био-Савара, усилие (на 1 см) между двумя токоведущими параллель­ными проводниками может быть определено из следующего выражения:

hh

F³⁾ = 2.04^10

d

i₂ - токи, протекающие по двум проводникам, A; d- расстояние между осями про­водников, м.

При одинаковых направлениях токов возникающее усилие стремится сблизить провод­ники и при разных направлениях - раздвинуть проводники.

Если рассматривать шинную конструкцию с тремя шинами, то при определении макси­мальных напряжений в материале шины и максимальных усилий на опорные изоляторы следу­ет исходить из условий работы средней шины. Попутно следует отметить, что максимальное усилие возникает в тот момент, когда ни в одной из фаз мгновенное значение периодической составляющей тока трехфазного КЗ не равно амплитудному значению. Максимальное усилие возникает в тот момент, когда фазовый угол фазы А равен 75°.

Поэтому наибольшая сила, действующая на шину средней фазы при условии расположе­ния шин в одной плоскости,

Fl = 2.04                    ⁷ = 1.76 ^^ 10^-7,                               (14.43)

^гд^е \ , ¹2

2d

М = (FZ L )/10.

Тогда наибольшее механическое напряжение (МПа) в металлах при изгибе:

(.(3))2 l²

а = MW = 1.76 ^^ 10^

(14.45)

dW

где W - момент сопротивления, см .

При расположении шин плашмя (рис. 14.10, а):

W = bti/6.

При расположении шин на ребро (рис. 14.10, б):

W = hb /6.                                                 (¹⁴⁴⁷)

Конструкции распределительных устройств обычно обеспечивают частоту собственных колебаний, отличающихся от резонансной на ±(10... 15)%.