3. Нагрев токоведущих частей при коротком замыкании

3.1. Общие положения

При протекании тока короткого замыкания (КЗ) температура проводников и токоведущих частей электрических аппаратов повышается. Поскольку ток КЗ значительно превышает ток рабочего режима, то нагрев может достигать опасных значений, превышающих наибольшие допустимые температуры. Критерием термической стойкости проводников является допустимая температура его нагрева токами КЗ.

Предельные значения допустимых температур нагрева при КЗ устанавливаются с учетом снижения механических свойств проводниковых материалов, изолирующих свойств изоляционных материалов, а также надежности работы контактных систем при повышении их температуры. Значительное повышение температуры влияет на снижение временного сопротивления разрыву проводников материалов и пробивного напряжения изоляции, а также на интенсивное окисление контактов аппаратов и контактных (особенно болтовых) соединений проводников. Длительное повышение температуры сокращает срок службы изоляции, приводит к её плавлению или обугливанию [1, 8].

3.2. Условия проверки

Для проверки проводников и электрических аппаратов на термическую стойкость при КЗ предварительно должны быть выбраны не только исходная расчетная схема и расчетная точка КЗ, но и расчетный вид КЗ и расчетная продолжительность КЗ.

Расчетным видом КЗ при проверке проводников и электрических аппаратов электроустановок напряжением 110 кВ и выше является трех- или однофазное КЗ, в электроустановках свыше 1 кВ – вплоть до 35 кВ (трехфазное КЗ), а в электроустановках генераторного напряжения электростанций – трехфазное или двухфазное КЗ в зависимости от того, какое из них приводит к бóльшему термическому воздействию.

Расчетную продолжительность КЗ при проверке проводников и электрических аппаратов на термическую стойкость при КЗ следует определять сложением времени действия основной релейной защиты, в зону действия которой входят проверяемые проводники и аппараты, и полного времени отключения ближайшего к месту КЗ выключателя, а при проверке кабелей на невозгораемость – сложением времени действия резервной релейной защиты и полного времени отключения соответствующего выключателя.

Проверка проводников на термическую стойкость при коротком замыкании заключается в определении их температуры нагрева к моменту отключения КЗ и сравнении этой температуры с предельно допустимой температурой нагрева при КЗ.

Проводник удовлетворяет условию термической стойкости, если температура нагрева проводника к моменту отключения КЗ не превышает предельно допустимую температуру нагрева соответствующего проводника при КЗ , т. е., если выполняется условие [5]:

. (3.1)

Исходя из этого условия, для проверки сборных шин жесткой конструкции на термическую стойкость при коротких замыканиях необходимо:

• выбрать по наибольшему длительному току сборные шины жесткой конструкции;

• проверить по условию термической стойкости в режиме короткого замыкания сборные шины жесткой конструкции.