Voprosy_i_otvety_k_gosam / 39 действия токов кз

Электродинамическое и термическое действие токов к.з.

Термическое действие.

При к.з. в проводниках и электрических аппаратах кратковременно протекают токи, во много раз превышающие токи нормального режима. За время протекания тока к.з. проводники и аппараты нагреваются сверх температур, уже достигнутых в нормальном режиме. После от­ключения к.з. температура резко снижается.

При кратковременном нагреве старение изоляции и разрушение контактных соединений не­велико и поэтому температуры, которые допускаются при кратковременном нагреве значи­тельно выше, чем в нормальном режиме работы. Нагрев голых проводников определяется их механической прочностью.

При проверочных расчетах предполагают что процесс происходит без теплоотдачи (адиабатический), т.е. все тепло dQ идет на нагрев проводника dQ₁.

аналитическое решение данного уравнения затруднено так как величина тока к.з. существенно изменяется во времени и не имеет аналитического выражения. Определение допустимых температур для токоведущих частей и аппаратов осуществляется инженерными методами.

C – удельная теплоемкость метала, G – масса проводника,  - превышение температуры проводника над температурой окружающей среды

В нормальном режиме нагрев проводника происходит по экспоненциальному закону

при проверке аппарата на тнрмическую стоикость следует руководствоваться следующим уравнением.

при этом за время термической стойкости принимают как правило суммарное время действия основных защит, на ближаишем к месту к.з. выключателе. Т_а – постоянная времени затухания аппериодической составляющей тока к.з. учитывается как правило при удаленном к.з.

Электродинамическое действие тока к.з.

На два параллельных проводника длинной l, по которым протекают токи i₁ и i₂ находящихся друг от друга на расстоянии a действует сила F. При одинаковом направлении токов проводники притягиваются.

k_Ф- коэффициент формы, для круглых проводников равен 1. K=2*10^-7 Н/А² коэф. учитывающии размерность.

Надежность работы электротехнических устройств требует, чтобы они могли противостоять возникающим усилиям без разрушения или ухудшения свойх характеристик, т.е. были бы динамически устоичивыми.

Если проводники принадлежат одной цепи, то выражение принимает вид:

для трехфазных цепей ток в фазах:

когда проводники лежат в одной плоскости

Последнее уравнение характеризует усилие на фазу А, максимум этого усилия можно получить взяв от этого уравнения производную и приравняв его нулю.

Максимум усилия достигается при t 15 и 75 градусов.

При этом все проверки осуществляем по фазе В так как на нее приходится наибольшее усилие.

усилия не постоянны и изменяются во времени.

Эту проверку производят для всего электротехнического оборудования при этом гибкие проводники проверяют начиная с ударного тока равного 50кА.

Максимальное электродинамическое воздействие пропорционально ударному току

B_дмах  i_уд²=2*k_уд²*I_по² I_{дин.мах .} 4*I_{откл.ном.}