Вопрос 33

Расчёт механической прочности двухполосных шин при КЗ

Если каждая фаза выполняется из двух полос то возникают усилия между полосами и между фазами. Усилие между полосами не должно приводить к их соприкосновению. Для того чтобы уменьшить это усилие, в пролете между полосами устанавливают прокладки. Пролет между прокладками l_п выбирается таким образом, чтобы электродинамические силы, возникающие ври КЗ, не вызывали соприкосновения полос:

Механическая система две полосы — изоляторы должна иметь частоту собственных колебаний больше 200 Гц, чтобы не произошло резкого увеличения усилия в результате механического резонанса. Исходя из этого величинаl_п выбирается еще по одному условию:

где а_п- расстояние между осями полос, см; J_n =hb³/12 - момент инерции полосы, см⁴; к_ф - коэффициент формы; m_п - масса полосы на единицу длины, кг/м; Е - модуль упругости материала шин. В расчет принимается меньшая из двух величин.

Силу взаимодействия между полосами в пакете из двух полос можно определить

Напряжение в материале шин от взаимодействия полос (шины рассматриваются как балки с равномерно распределенной нагрузкой и защемленными концами), МПа,

где W_п - момент сопротивления одной полосы, см³; l_п- расстояние между прокладками, м.

Напряжение в материале шин от взаимодействия фаз

гдеl_п- длина пролета между изоляторами, м; - момент сопротивления пакета шин, см³.

Шины механически прочны, если:

Вопрос 34

Расчёт механической прочности трёхполосного пакета и пакета состоящего из шин корытной формы.Особенности

Шины всех фаз находятся в одинаковых условиях. На шину фазы А действуют силыf_асиf_аb, которые определяются по (1), но в отличие от горизонтального расположения векторы сил сдвинуты в пространстве на угол 60 градусов. Результирующая силаf_а меняется не только по величине с частотой 2ωt, но и по направлению, создавая растягивающие F_p, изгибающие F_ии сжимающие F_c усилия на изоляторы (конец вектораf_a скользит по окружности).

Не приводя здесь вывода, следует сказать, что максимальная сила взаимодействия оказывается равной силе, действующей на фазу В при горизонтальном расположении шин, Н/м,

(1)

Если шины расположены по вершинам прямоугольного треугольника, то определение возникающих усилий усложняется, так как фазы находятся в различных условиях. В справочной литературе приведены расчетные формулы для определения и сил, действующих на изоляторы трубчатых и коробчатых шин, расположенных в вершинах треугольника.

Определение σ_п или l_п.maxв коробчатых шинах производится так же, как при горизонтальном или вертикальном расположении шин.

Шины коробчатого сечения имеют значительно больший момент инерции, чем шины прямоугольного сечения, который определяется по формуле:

Следовательно, в шинах коробчатого сечения частота собственных колебанийf₀ значительно больше, чем для шин прямоугольного сечения. Это позволяет производить расчет без учета механических колебании.

Напряжение в материале шин от взаимодействия фаз определяется по (2) с учетом расположения шин.

(2)

Если шины расположены в горизонтальной плоскости (рис. 4.6, а) и швеллеры соединены жестко между собой, то W = W_y0-y0.

При отсутствии жесткого соединенияW =2W_y-y.

Если шины расположены в вертикальной плоскости тоW =2W_x-x

Сила взаимодействия между швеллерами, составляющими шину коробчатого профиля, определяется по (1)при условии

Напряжение в материале шин от действия силы f_п определяется по:

Где W_п = W_y-y.

Если шины соединены жестко по всей длине, то σ_п= 0.

Шины механические прочны, если