Тема 3 Термічна і електродинамічна дія струмів короткого замикання план

1. Термічна і електродинамічна дія струмів короткого замикання.

Література

1. Електропостачання агропромислового комплексу: підруч. / Козирський В.В., Каплун В.В., Волошин С.М. - К.: Аграрна освіта, 2011. – 448с. арк.. 147 – 152, 52- 59.

2. Притака І.П., Козирський В.В. Електропостачання сільського господарства. – К.: Урожай,

1995, - 304 с.

арк.. 169 - 208

3. Будзко И.А., Зуль Н.М. Электроснабжение сельского хозяйства.

- М.: Агропромиздат, 1990. – 496 с

арк. 172…200.

Термічна і електродинамічна дія струмів короткого замикання

Струм короткого замикання протікає в елементах електричної системи протягом 0.1 … 6 с в залежності від швидкості дії релейного захисту. Цей струм значно більший від номінального, тому електричну апаратуру слід перевіряти на стійкість проти струмів короткого замикання.

Температура короткочасного перегрівання значно перевищує температуру провідника при нормальному режимі.

Шини голі гранична температура ⁰С

мідні 300

алюмін. 200

Кабель з ізоляцією

паперовою 200

поліхлорвініловою, гумовою 150

поліетиленовою 120

Короткі замикання вимикаються вимикачами при дії релейного захисту або запобіжниками. Тривалість дії с. к. з. t при вимиканні його вимикачем становить

t = t в + t р

де t в – час роботи вимикача ( від спрацювання реле до вимикання

вимикачем для звичайних вимикачів t в = 0.2 … 0.25 с, для

швидкісних t в = 0.1 с;

t р – час дії релейного захисту ( від початку короткого замикання до

спрацювання реле )

Порівнюючи температуру нагрівання струмопроводу за час дії короткого замикання з допустимими значеннями визначають його термічну стійкість.

Якщо струм в процесі короткого замикання змінюється, то розрахунки ускладнюються. Вводяться нові поняття:

І ∞ - усталений струм короткого замикання;

t зв. – зведений час дії короткого замикання.

Зведеним називається час, протягом якого усталений струм І ∞ може нагріти провідник до такої самої температури, як і діюче значення струму за дійсний час дії.

Кількість теплоти, що виділяється в струмопроводі при короткому замикання пропорціональна площі, обмеженій графіком:

І ²к t = ƒ ( t ) і координатами осями за час дії короткого замикання t (на АВСО).

Побудувавши рівновеликий прямокутник ЕДLО з бічною стороною І∞ дістанемо зведений час t зв.

На практиці для визначення зведеного часу періодичної складової с.к.з. користуються розрахунковими кривими.

А періодична складова с.к.з. швидко затухає і тому нею нехтують, якщо розрахунковий період становить більше 1 с. А якщо коротке замикання триває менше 1 с, то її знаходять із рівняння

t зв а = 0.05 ( β⁴)²

β⁴=

тоді повний зведений час

t зв. = t зв. п + t зв. а

В практичних розрахунках термостійкістьпроводів і кабелів визначають із рівняння

F ≥ ;

де F – переріз проводу або кабелю, мм²:

І ∞ - усталений струм короткого замикання, А;

С – стала, що залежить від матеріалу проводу і кінцевої температури.

1) для кабелів і неізольованих проводів з тяжінням менше 10 Н/мм²,

С = 91

2) для кабелів і неізольованих проводів з тяжінням більше 10 Н/мм²,

С = 69.5

3) для розподільчих мереж сільськогосподарського призначення,

С = 69.5

t зв. – зведений час вимикання.

Крім термічної дії, с. к. з. зумовлюють значні електродинамічні зусилля, що можуть привести до механічних пошкоджень апаратів і розподільчого устаткування.

Механічні зусилля, що виникають при короткому замиканні визначаються

Р мх = 17.25 ί²К ∙ 10^-8

де ί – ударний с. к. з., А

ℓ - довжина, на якій виявляється дія цих зусиль, [ СМ ]

а – відстань між струмопроводами, що взаємодіють, [ СМ ]

К – коефіцієнт форми проводів і їх взаємного розміщення при

відстані [ а ] більшій за периметр перерізу струмопроводу,

К = 1

При практичних перевірках апаратури на динамічну і термічну стійкість порівнюють с.к.з. з допустимими струмами взятими із довідників.