6.1 Выбор сборных шин и изоляторов

В качестве сборных шин выбираем алюминиевые шины прямоугольного сечения размером 60x6 мм. Длительно допустимый ток при одной полосе на фазу составляет I_доп = 1600 А. Условие выбора:

I_расч ≤ I_доп

1158 А ≤ 1600 А

Проверим шины на электродинамическую стойкость к токам КЗ.

Шину, закрепленную на изоляторах можно рассматривать как многопролетную балку.

Наибольшее напряжение в металле при изгибе:

М – изгибающий момент, создаваемый ударным током КЗ,Нм;

W – момент сопротивления, м³.

Изгибающий момент для равномерно нагруженной многопролетной балки равен:

F – сила взаимодействия между проводниками при протекании

по ним ударного тока КЗ, Н;

– расстояние между опорными изоляторами,

Момент сопротивления при расположении шин плашмя:

b,h – соответственно узкая и широкая стороны шины, м.

м³

Наибольшее электродинамическое усилие:

– расстояние между токоведущими шинами, = 0,35 м;

– коэффициент формы, =1,1.

Н

Тогда изгибающий момент для равномерно нагруженной многопролетной балки определим по формуле :

Н·м

Тогда наибольшее напряжение в металле при изгибе:

МПа

Допустимое напряжение при изгибе для алюминиевых шин 70 МПа.

σ = 24,9 МПа ≤ σ_доп = 70 Мпа

Следовательно, выбранные шины удовлетворяют условиям электродинамической стойкости.

Для проверки возможности возникновения механического резонанса в шинах определим частоту свободных колебаний шин:

где – пролет шины, =1,4 м;

– модуль упругости материала шин,

для алюминия =7,210¹⁰ Н/м²;

– масса единицы длины шины, = 0,802 кг/м;

– момент инерции сечения шин относительно оси изгиба.

Гц

Т. к. > 200 Гц, то явление резонанса не учитываем.

Таким образом, выбранные шинопроводы и сборные шины удовлетворяют условиям электродинамической стойкости.

Проверим шины на термическую стойкость к токам КЗ.

Минимально допустимое сечение алюминиевых шин:

где – периодическая составляющая тока КЗ в точке КЗ;

– приведенное время КЗ.

где – время действия апериодической составляющей времени КЗ;

– время действия периодической составляющей времени КЗ.

Для времени отключения КЗ и β” = 1

Отсюда термически стойкое сечение шин:

мм²

Выбранные шины удовлетворяют условиям термической стойкости, т.к.

F_ш  F_т , или 606 = 360 мм²  238 мм².

Выбор изоляторов проводят по конструкции, назначению, номинальному напряжению и допустимой механической нагрузке.

При выборе изоляторов по допустимой механической нагрузке должно соблюдаться условие:

(2.44)

_{FР – наибольшее расчетное усилие на изолятор при максимальном трехфазном ударном токе КЗ;}

_{Fразруш – минимальная разрушающая нагрузка изолятора.}

_{При трехфазном КЗ и расположении фаз в одной плоскости наибольшие усилия от действия тока КЗ испытывает средняя фаза:}

(2.45)

– расстояние между опорными изоляторами,

– расстояние между токоведущими шинами,

- ударный ток КЗ,

– коэффициент формы, =1,1.

Выбираем опорные изоляторы ИОР-10-7,5. Параметры изолятора: U_ном=10 кВ, F_разруш=7,5 кН.