Задача 2

Определить марку алюминиевого сплава, из которого изготовлены шины, и тип изолятора шинной конструкции, фазы которой расположены по вершинам прямоугольного равнобедренного треугольника (см. рисунок 5.1б). Шины имеют полый профиль с каналом квадратного сечения «труба квадратная». Высота стенки шины h₁ = 60 мм, толщина s = 4 мм. Длина пролета l = 1,5 м; расстояние между фазами а = 0,5 м. Ударный ток КЗ 65 кА. Номинальное напряжение электроустановки – 10 кВ.

Решение

Высота внутренней части стенки шины

h₂ = h₁ – 2s = 60-2 ·4 = 52 мм.

Момент инерции и момент сопротивления профилей «труба квадратная» определяем по формулам:

J м⁴,

W м³.

Погонная масса шины т = 2,319 кг/м [1, таблица 7.7].

По (5.6) вычисляем частоту собственных колебаний шины в одной из главных плоскостей инерции:

Гц.

По кривой (рисунок 5.3) находим динамический коэффициент η = 1,05, а по таблице 5.2 – коэффициенты ξ_σ. = 1,16 и ξ_F. = 0,95.

По (5.14) и (5.15) вычисляем максимальные напряжения в материале шин и нагрузки на изоляторы:

σ_расч МПа,

F_расч Н.

В конструкции могут быть использованы шины, изготовленные из сплава марки АДО, допустимое напряжение которого σ_доп. = 49 МПа

[1, таблица 1.16], больше σ_расч.. Сначала выбираем изоляторы с внутренним креплением арматуры типа ИО-10-3,75 УЗ [1, таблица 5.7], где нагрузка на изгиб и растяжение 3,75 кН, а высота Н_из. = 120 мм. Принимая во внимание, что расстояние от вершины изолятора до центра масс сечения шины h ≈ h₁/2= 30 мм и высота изолятора примерно равна расстоянию от опасного сечения до его вершины Н, определяем по формулам (5.13а, б) допустимые изгибающие и растягивающие нагрузки

F_доп.из. F_расч. ,

F_доп._paст. F_расч. .

Изоляторы типа ИО-10-3,75 УЗ не удовлетворяют условию (5.12а). Проверим изоляторы типа ИО-10-7,50 УЗ, у которых F_paзp. = 7,5 кН, Н_из. = Н = 120 мм [1, таблица 5.7]. Допустимые изгибающие и растягивающие нагрузки изоляторов

,

.

Таким образом, могут быть установлены изоляторы типа ИО-10-7,50 У, которые удовлетворяют условиям электродинамической стойкости (5.13 а, б).

Решить задачи Задача 1

Определить количество прокладок в двухполосной шине и марку изоляторов для открытого токопровода в электроустановке 10 кВ.

Шины изготовлены из технического алюминия марки АД0. Сечение одной полосы пакета шины s=h·b=100·10=1000 мм². Фазы токопровода расположены в одной горизонтальной плоскости. Расстояние между фазами

а=1,5 м. Полосы пакета установлены на изоляторах плашмя (широкой стороной). Расстояние между осями полос пакета шины а_э.=2·b=2·10=20 мм. Длина пролета шины l=1,5 м. Ударный ток КЗ i_yд. = 50 кА.

Задача 2

Определить наибольшие нагрузки на изоляторы и наибольшие напряжения в материале шин жесткой ошиновки ОРУ 110 кВ при ударном токе КЗ 50 кА. Вычислить наибольший допустимый ударный ток КЗ по условию электродинамической стойкости этой конструкции для решения вопроса о возможности сохранения установленных изоляторов и шин при расширении распределительного устройства и увеличении уровня токов КЗ.

Трубчатые шины кольцевого сечения внешним диаметром D = 90 мм, внутренним – d = 80 мм изготовлены из алюминиевого сплава марки 1915Т (модуль упругости Е = 7,1·10¹⁰ Па, плотность δ = 2770 кг/м³). Конструкция смонтирована из разрезных шин. Длина целого участка равна длине пролета

l= 9 м. Фазы расположены в одной (горизонтальной) плоскости. Расстояние между осями шин смежных фаз а = 1,4 м.

Шины установлены на изоляционных опорах (колоннах), собранных из трех опорно-штыревых изоляторов типа ОНШ-35-2000 УХЛ1 (см. рисунок 3.1г). Разрушающая нагрузка изолятора R_разр. = 20 000 Н. Масса опоры М_оп. = 134 кг. Высота каждого изолятора R_из. = 400 мм, высота всей опоры H_оп.=1200 мм.