1.3.2. Термическое действие токов кз

Ток КЗ, протекая по токоведущим частям, вызывает их дополнительный нагрев. Естественно, что повышения температуры при КЗ не должны выходить за определенные пределы, так как в противном случае может быть нарушена изоляция и повреждены токоведущие части.

Для обеспечения надежной работы электроустановки ее оборудование должно обладать достаточной термической стойкостью к токам КЗ.

В справочной литературе по оборудованию указываются нормированное значение тока термической стойкости и допустимое время его действия I²_терt_тер, т. е. допустимый тепловой импульс от тока КЗ.

Выбранное по максимальному длительному току и напряжению установки оборудование должно проверяться по условию

I²_терt_тер > В_к,

где В_к – расчетное значение теплового импульса от протекания расчетного тока КЗ.

Расчетный тепловой импульс (интеграл Джоуля) вычисляется по выражению

В_к == В_к,п+В_к,а,

где В_к,п, В_к,а – тепловые импульсы тока КЗ соответственно от периодической и апериодической составляющих;

t_отк = t_р.з + t_с.в – время протекания тока КЗ, состоящее из времени действия релейной защиты t_р.з и собственного времени отключения выключателя t_с.в.

В случае, когда периодическая составляющая неизменна во времени, тепловой импульс от этой составляющей

В_к,п=I_п² t_отк.

Тепловой импульс от апериодической составляющей

В_к,а= ,

где Т_к = – постоянная времени цепи КЗ;

Х_, R_ – результирующие сопротивления схемы замещения.

Как правило, имеет место соотношение t_отк >Т_к, поэтому можно записать:

В_к,а=I_п² Т_к.

Полный тепловой импульс от тока КЗ будет

В_к= В_к,п+В_к,а= I_п² t_отк + I_п² Т_к =I_п² (t_отк+ Т_к).

Сечения кабелей, выбранные по экономической плотности тока, должны проверяться на термическую стойкость к току КЗ. Здесь рассчитывается минимальное сечение жилы по термической стойкости

q_min = ,

где С – коэффициент, зависящий от проводникового материала и изоляции кабеля.

1.3.3. Отключающая способность коммутационных аппаратов

Силовые выключатели, выбранные по максимальному длительному току и напряжению установки, проверенные на электродинамическую и термическую стойкость, должны быть проверены на отключающую способность.

В справочной литературе по выключателям указывается номинальный ток отключения I_{н, отк}. Проверка выключателя по этому параметру сводится к проверке условия

I_{н, отк} > I_п,,

где I_п, – действующее значение периодической составляющей тока КЗ в момент  расхождения контактов выключателя;

 = t_{р.з min}+ t_с.в. = 0,01 + t_с.в.,

t_{р.з min} = 0,01 – минимальное время действия релейной защиты.

В случае, когда периодическая составляющая неизменна во времени, проверяется условие

I_{н, отк} > I_п.

Проверка выключателя на отключение полного тока КЗ (суммы периодической и апериодической составляющих) выполняется по условию

2 I_{н, отк} (1+) > 2 I_п,+ i_a,,

где _н – нормированное значение содержания апериодической составляющей в отключаемом токе, %;

i_a, = – значение апериодической составляющей в момент  расхождения контактов выключателя;

Т_к = – постоянная времени цепи КЗ;

Х_, R_ – результирующие сопротивления схемы замещения.

Значение _н определяется по справочным данным или по рис. 1.15.

Рис. 1.15. Типовая зависимость _н()

При времени  > 0,08 c следует принять _н=0.