Руководство по расчету токов короткого замыкания

Значение этого сопротивления (

), мОм, приведенное к ступени низшего напряжения сети, следует рассчитывать по формуле

,                                                   (6.1)

где

— среднее номинальное напряжение сети, подключенной к обмотке низшего напряжения трансформатора, В;

— среднее номинальное напряжение сети, к которой подключена обмотка высшего напряжения трансформатора, В;

— действующее значение периодической составляющей тока при трехфазном КЗ у выводов обмотки высшего напряжения трансформатора, кА;

,                                                                        (6.2)

где

— номинальный ток отключения выключателя, установленного на стороне высшего напряжения понижающего трансформатора.

6.2.4. При электроснабжении электроустановки от энергосистемы через понижающий трансформатор начальное действующее значение периодической составляющей тока трехфазного КЗ (

) в килоамперах без учета подпитки от электродвигателей следует рассчитывать по формуле

,                                                                             (6.3)

где

— среднее номинальное напряжение сети, в которой произошло короткое замыкание, В;

,

— соответственно суммарное активное и суммарное индуктивное сопротивления прямой последовательности цепи КЗ, мОм. Эти сопротивления равны:

,

где

— эквивалентное индуктивное сопротивление системы до понижающего трансформатора, мОм, приведенное к ступени низшего напряжения;

и

— активное и индуктивное сопротивления прямой последовательности понижающего трансформатора, мОм, приведенные к ступени низшего напряжения сети, их рассчитывают по формулам:

;                                                                                          (6.4)

,                                                                      (6.5)

где

— номинальная мощность трансформатора, кВ·А;

— потери короткого замыкания в трансформаторе, кВт;

— номинальное напряжение обмотки низшего напряжения трансформатора, кВ;

— напряжение короткого замыкания трансформатора, %;

и

— активное и индуктивное сопротивления первичных обмоток трансформаторов тока, мОм, значения которых приведены в приложении 5 ГОСТ Р 50270-92;

и

— активное и индуктивное сопротивления реактора, мОм.

,                                                                                      (6.6)

где

— потери активной мощности в фазе реактора при номинальном токе, Вт;

— номинальный ток реактора, А.

Индуктивное сопротивление реактора (

) следует принимать, как указано изготовителем, или определять по формуле

,                                                                                (6.7)

где

— угловая частота напряжения сети, рад/с;

— индуктивность катушки реактора, Гн;

— взаимная индуктивность между фазами реактора, Гн;

и

— активное и индуктивное сопротивления токовых катушек и переходных сопротивлений подвижных контактов автоматических выключателей, мОм, значения которых приведены в приложении 6 ГОСТ Р 50270-92;

и

— активное и индуктивное сопротивления шинопроводов, мОм. Рекомендуемый метод расчета сопротивлений шинопроводов и параметры некоторых комплектных шинопроводов приведены в приложении 1 ГОСТ Р 50270-92;

— суммарное активное сопротивление различных контактов и контактных соединений, данные о которых приведены в приложении 4 ГОСТ Р 50270-92. При приближенном учете сопротивлений контактов следует принимать:

=0,1 мОм — для контактных соединений кабелей;

=0,01 мОм — для шинопроводов;

=1,0 мОм — для коммутационных аппаратов;

и

— активное и индуктивное сопротивления прямой последовательности кабелей, значения которых приведены в приложении 2 ГОСТ Р 50270-92;

и

— активное и индуктивное сопротивления прямой последовательности воздушных линий или проводов, проложенных открыто на изоляторах, значения которых приведены в приложении 3 ГОСТ Р 50270-92;

— активное сопротивление дуги в месте КЗ, мОм, рассчитываемое, как указано в п.6.8, в зависимости от у

,                                                                                      (6.8)

где

и

— соответственно суммарное активное и суммарное индуктивное сопротивления цепи КЗ, мОм.

;

,

где

— сверхпереходная ЭДС (фазное значение) автономного источника, В. Значение этой ЭДС следует рассчитывать как и для синхронных электродвигателей (см. п.6.6);

— сверхпереходное сопротивление по продольной оси ротора;

— активное сопротивление обмотки статора автономного источника.

,                                                           (6.9)

где

и

— соответственно суммарное активное и суммарное индуктивное сопротивления прямой последовательности расчетной схемы относительно точки КЗ, мОм;

и

— соответственно суммарное активное и суммарное индуктивное сопротивления нулевой последовательности расчетной схемы относительно точки КЗ, мОм. Эти сопротивления равны:

                              (6.10)

где

и

— активное и индуктивное сопротивления нулевой последовательности понижающего трансформатора. Для трансформаторов, обмотки которых соединены по схеме

, при расчете КЗ в сети низшего напряжения эти сопротивления следует принимать равными соответственно активным и индуктивным сопротивлениям прямой последовательности. При других схемах соединения обмоток трансформаторов активные и индуктивные сопротивления нулевой последовательности необходимо принимать в соответствии с указаниями изготовителей;

и

— активное и индуктивное сопротивления нулевой последовательности шинопровода;

и

— активное и индуктивное сопротивления нулевой последовательности кабеля;

и

— активное и индуктивное сопротивления нулевой последовательности воздушной линии:

мОм/м;

.

6.3.2.2. В электроустановках с автономными источниками энергии начальное значение периодической составляющей тока однофазного КЗ (

) в килоамперах следует определять по формуле

,                                                (6.11)

где

— эквивалентная сверхпереходная ЭДС автономных источников (фазная), В, которую определяют в соответствии с п.6.2.6.

6.3.3.1. При электроснабжении электроустановок напряжением до 1 кВ от энергосистемы через понижающий трансформатор начальное значение периодической составляющей тока двухфазного КЗ (

) в килоамперах следует определять по формуле

,                                                                              (6.12)

где                              

;

.

.                                                                                  (6.13)

Начальное значение периодической составляющей тока двухфазного КЗ с учетом асинхронных электродвигателей (

) в килоамперах следует определять по формуле

,                                                                                 (6.14)

где

— эквивалентная сверхпереходная ЭДС (фазное значение) асинхронных электродвигателей и источника электроэнергии, В;

и

— соответственно суммарное активное и суммарное индуктивное сопротивления прямой последовательности относительно точки КЗ (с учетом параметров асинхронных электродвигателей), мОм.

.                                                                                      (6.15)

,                                                                                       (6.16)

где

— время, с;

— постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ, с, равная

,                                                                                     (6.17)

где

и

— результирующие индуктивное и активное сопротивления цепи КЗ, мОм;

— синхронная угловая частота напряжения сети, рад/с.

При определении

и

синхронные генераторы, синхронные и асинхронные электродвигатели должны быть введены в схему замещения в соответствии с требованиями п.6.7.

,                                                                    (6.18)

где

— ударный коэффициент, который может быть определен по кривым на рис.6.1;

— постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ (см. п.6.4.2):

—  время от начала КЗ до появления ударного тока, с, равное

;

.

Рис.6.1. Кривые зависимости ударного коэффициента

от отношений

и

,                                                                          (6.19)

где

— число независимых ветвей схемы;

— начальное действующее значение периодической составляющей тока КЗ в

-й ветви, кА;

— время появления ударного тока в

-й ветви, с;

— постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ в

-й ветви, с.

,                                                             (6.20)

где

— среднее номинальное напряжение сети, в которой произошло КЗ, В;

,

— соответственно суммарное индуктивное и суммарное активное сопротивления прямой последовательности цепи КЗ, мОм, (см. п.6.2.4) без учета активного сопротивления электрической дуги и кабельной (воздушной) линии;

— активное сопротивление дуги в месте КЗ в произвольный момент времени, мОм, которое рассчитывают в соответствии с п.6.9;

— активное сопротивление прямой последовательности кабельной линии к моменту

с учетом нагрева его током КЗ, мОм. Это сопротивление рассчитывают в соответствии с п.6.10.

,                                                                                        (6.21)

6.7.1.  При расчете начального значения периодической составляющей тока КЗ синхронные электродвигатели следует учитывать сверхпереходным сопротивлением по продольной оси ротора (

), а при определении постоянной времени затухания апериодической составляющей тока КЗ — индуктивным сопротивлением для токов обратной последовательности

и активным сопротивлением обмотки статора

. При приближенных расчетах допустимо принимать

,                                                                     (6.22)

где

 — сверхпереходная ЭДС синхронного электродвигателя (фазное значение), В;

и

— соответственно сверхпереходное индуктивное и активное сопротивления электродвигателя, мОм;

и

— суммарное индуктивное и суммарное активное сопротивления прямой последовательности цепи, включенной между электродвигателем и расчетной точкой КЗ, мОм.

.                                         (6.23)

Для синхронных электродвигателей, работавших до КЗ с недовозбуждением, сверхпереходную ЭДС (

), в вольтах, следует определять по формуле

.                                           (6.24)

,                                                                                              (6.25)

где

— активное сопротивление статора, мОм;

— активное сопротивление ротора, приведенное к статору, мОм. Это сопротивление допустимо определять по формуле

,                                                                      (6.26)

где

— кратность пускового момента электродвигателя по отношению к его номинальному моменту;

— номинальная мощность электродвигателя, кВт;

— механические потери в электродвигателе (включая добавочные потери), кВт;

— кратность пускового тока электродвигателя по отношению к его номинальному току;

— номинальный ток электродвигателя, А;

— номинальное скольжение, отн.ед.

,                                                                        (6.27)

где

— номинальное скольжение асинхронного электродвигателя, %.

,                                                                       (6.28)

где

— номинальное фазное напряжение электродвигателя, В.

,                                                       (6.29)

где

и

— соответственно сверхпереходное индуктивное и активное сопротивления электродвигателя, мОм;

и

— суммарное индуктивное и суммарное активное сопротивления прямой последовательности цепи, включенной между электродвигателем и расчетной точкой КЗ, мОм;

— сверхпереходная ЭДС асинхронного электродвигателя, которую можно рассчитать по формуле (6.24), заменив в ней

и

соответственно на

и

.

,                                                                         (6.30)

где

— расчетная постоянная времени затухания периодической составляющей тока статора, с;

— постоянная времени затухания апериодической составляющей тока статора, с.

Постоянные

и

допускается рассчитывать по формулам

;                                                                                             (6.31)

,                                                                                           (6.32)

где

— синхронная угловая частота, рад/с;

и

— соответственно активное сопротивление статора и активное сопротивление ротора, приведенное к статору, которые допускается рассчитывать, как указано в п.6.7.3.

Действующее значение периодической составляющей тока КЗ в произвольный момент времени от синхронного или асинхронного электродвигателя (

,

) или нескольких электродвигателей, находящихся в одинаковых условиях по отношению к точке КЗ, следует рассчитывать соответственно по формулам

;                                                                            (6.33)

,                                                                           (6.34)

6.8.2. При определении начального значения периодической составляющей тока КЗ комплексную нагрузку в схему замещения прямой последовательности следует вводить эквивалентной сверхпереходной ЭДС

и сопротивлением прямой последовательности

, а в схему обратной и нулевой последовательностей — сопротивлениями

и

. Рекомендуемые значения сверхпереходной ЭДС (

), сопротивлений прямой (

) и обратной (

) последовательностей отдельных элементов комплексной нагрузки приведены в табл.5.1

6.8.3. Значения модулей полных сопротивлений

,

и

, а также эквивалентной сверхпереходной ЭДС комплексной нагрузки

в относительных единицах при отсутствии других, более полных данных, могут быть определены по кривым, приведенным на рис.6.5, а-г и 6.6, а-в в зависимости от относительного состава потребителей узла нагрузки

, где

— суммарная номинальная активная мощность нагрузки, кВт;

— установленная мощность

-го потребителя нагрузки, кВт (

— асинхронные двигатели,

— синхронные двигатели,

— лампы накаливания,

— электротермические установки,

— газонаполненные лампы,

— преобразователи). На графиках указаны значения

.

Рис.6.5. Зависимость параметров комплексной нагрузки

,

,

,

от ее состава

Рис.6.6. Зависимость параметров комплексной нагрузки

,

,

,

от ее состава

6.8.5. При КЗ за общим для узла нагрузки сопротивлением начальное значение периодической составляющей тока трехфазного КЗ (

) в килоамперах следует определять с учетом влияния двигательной и статической нагрузок, используя формулу

,                              (6.35)

где

и

— эквивалентная ЭДС и сопротивление прямой последовательности узла нагрузки; их значения в относительных единицах следует определять по кривым, приведенным на рис.6.5 и 6.6, в зависимости от относительного состава потребителей;

и

— соответственно суммарное активное и суммарное индуктивное сопротивления цепи короткого замыкания, мОм;

— суммарная номинальная мощность нагрузки, кВ·А;

— среднее номинальное напряжение сети, соответствующей обмотке низшего напряжения трансформатора, В.

6.8.6. При коротком замыкании за общим для нагрузки и системы сопротивлением (рис.5.14, г) и одинаковых отношениях

ветвей расчетной схемы начальное значение периодической составляющей тока трехфазного КЗ допускается рассчитывать по формуле

,                                                  (6.36)

где

— ЭДС узла нагрузки в относительных единицах;

— коэффициент трансформации трансформатора;

,

,

— модули сопротивлений ветвей исходной схемы замещения (рис.5.14, г), причем

;

— рассчитывается, как указано в п.6.2;

;

и

— соответственно суммарное активное и суммарное индуктивное сопротивления цепи КЗ.

6.9.1. Учет электрической дуги в месте КЗ рекомендуется производить введением в расчетную схему активного сопротивления дуги

, которое определяется на базе вероятностных характеристик влияния устойчивой (непогасающейся) дуги на ток КЗ.

,                                                                    (6.37)

где

— начальное значение периодической составляющей тока в месте металлического КЗ, кА, определяемое в соответствии с п.6.2;

и

— соответственно суммарное индуктивное и суммарное активное сопротивления цепи КЗ, мОм;

— среднестатистическое значение поправочного коэффициента, учитывающего снижение тока в начальный момент дугового КЗ по сравнению с током металлического КЗ, который можно определить по формуле

,                                                (6.38)

где

— сопротивление цепи КЗ, зависящее от вида КЗ:

при трехфазном КЗ

;

при двухфазном КЗ

;

при однофазном КЗ

.

,                                                     (6.39)

где

— действующее значение периодической составляющей тока металлического КЗ в произвольный момент времени, определяемое в соответствии с п.6.6 с учетом увеличения активного сопротивления цепи КЗ;

— суммарное активное сопротивление прямой последовательности цепи КЗ, мОм, без учета активного сопротивления кабельной или воздушной линии и сопротивления электрической дуги;

— активное сопротивление прямой последовательности кабельной или воздушной линии к моменту

, мОм, с учетом нагрева ее током КЗ. Это сопротивление рассчитывают в соответствии с п.6.10;

— среднестатистическое значение поправочного коэффициента, учитывающего снижение тока дугового КЗ по сравнению с током металлического КЗ, который можно определить по формуле

,                                                        (6.40)

где

— сопротивление цепи КЗ, зависящее от вида КЗ:

при трехфазном КЗ

;

при двухфазном КЗ

;

при однофазном КЗ

.

6.9.5. При определении вероятного значения тока КЗ в начальный момент времени с учетом сопротивления дуги последнее рекомендуется рассчитывать по формуле, в которой коэффициент

следует определять в соответствии с выражением:

;                                (6.41)

.                            (6.42)

6.9.6. При определении вероятного значения тока КЗ в произвольный момент времени сопротивление дуги рекомендуется рассчитывать по формуле (6.39), в которой коэффициент

следует определять в соответствии с выражением:

;                        (6.43)

.                        (6.44)

6.10.2. Увеличение активного сопротивления проводников рекомендуется учитывать с помощью коэффициента

, зависящего от материала и температуры проводника

,

где

— активное сопротивление проводника при начальной температуре, мОм, которое может быть определено по формуле (5.46);

— коэффициент увеличения активного сопротивления проводника, который определяется по формуле (5.49).

6.10.3. При металлическом КЗ значение коэффициента

с учетом теплоотдачи (имеются в виду кабельные линии) или без учета теплоотдачи (имеются в виду воздушные линии) следует определять в соответствии с рекомендациями п.5.10.

Значения коэффициента

для кабелей с алюминиевыми жилами при нагреве их током дугового устойчивого КЗ с учетом теплоотдачи определяют в зависимости от сечения жилы кабеля, тока в месте КЗ (

) и продолжительности КЗ по кривым, приведенным на рис.6.8 или 6.9, а для кабелей с медными жилами — по кривым, приведенным на рис.6.10 или 6.11.

Кривые, приведенные на рис.6.8-6.11, получены при следующих расчетных условиях: КЗ происходит в радиальной схеме, содержащей источник неизменной по амплитуде ЭДС; температура кабеля изменяется от

) составляет 0,2; 0,6; 1-1,5 с.

6.11.1. Требуется определить вероятные максимальное и минимальное значения тока в начальный момент КЗ в точке

(см. схему на рис.6.12) и к моменту отключения КЗ (

=0,6 с). Исходные данные приведены ниже.

Система С:

=150 МВ·А;

=6,0 кВ.

Трансформатор типа ТСЗС-1000/6,0:

=8%;

=6,3 кВ;

=0,4 кВ;

=11,2 кВт.

QF1 «Электрон»:

=1000 А;

=0,25 мОм;

=0,1 мОм;

QF2-А3794С:

=400 А;

=0,65 мОм;

=0,17 мОм;

QF3-АЕ2056:

=100 А;

=2,15 мОм;

=1,2 мОм.

Шинопровод Ш1: ШМА-4-1600;

=15 м;

=0,03 мОм/м;

=0,014 мОм/м;

=0,037 мОм/м;

=0,042 мОм/м.

КБ1: АВВГ-3х185+1х70;

=50 м;

=0,208 мОм/м;

=0,063 мОм/м;

=0,989 мОм/м;

=0,244 мОм/м;

КБ2: АВВГ-3х35+1х16;

=20 м;

=1,1 мОм/м;

=0,068 мОм/м;

=2,63 мОм/м;

=0,647 мОм/м.

инения:

=0,003 мОм;

=10.

6.11.2. Значения параметров схемы замещения прямой последовательности: сопротивление системы (

), рассчитанное по формуле (6.1), составляет

мОм;

активное и индуктивное сопротивления трансформатора (

) и (

), рассчитанные по формулам (6.4) и (6.5), составляют

мОм;

мОм;

КБ1:

КБ2:

=154 мОм;

=59 мОм;

Суммарные сопротивления относительно точки КЗ

:

мОм;

мОм.

кА.

мОм,

где коэффициент

в соответствии с формулой (6.38) составляет:

.

кА;

Максимальный и минимальный токи

определяются с учетом соответствующих значений коэффициента

(см. формулы (6.41) и (6.42)):

,

где

— конечная температура при адиабатическом нагреве. Она составляет

.

где коэффициент

найден по кривым рис.5.22.

Коэффициент увеличения активного сопротивления кабеля КБ1 с учетом теплоотдачи

=1,022.

=1,77.

кА.

мОм,

где

, так как

мОм.

кА.

Значения

и

определены с учетом влияния теплоотдачи и активного сопротивления дуги по кривым рис.6.8 для

=0,6 с.

Максимальное и минимальное вероятные значения тока

определены с учетом коэффициента

(см. формулы (6.43) и (6.44)):

7.1.1.3.  Расчетной схемой шинной конструкции с упругоподатливыми опорами следует считать схему, в которой масса шины равномерно распределена по длине пролета, а опоры представлены телами с эквивалентной массой

и пружинами с жесткостью

.

7.1.2.1. Допустимое напряжение в материале жестких шин (

) в паскалях следует принимать равным 70% от временного сопротивления разрыву материала шин

:

.                                                                                          (7.1)

7.1.2.2. Допустимую нагрузку на изолятор (изоляционную опору) (

) в ньютонах следует принимать равной 60% от минимальной разрушающей нагрузки

, приложенной к вершине изолятора (опоры) при изгибе или разрыве, т.е.

.                                                                                                      (7.2)

7.1.2.3. В зависимости от взаимного расположения шин и изоляторов последние подвергаются воздействию электродинамических сил, работая на изгиб или растяжение (сжатие) или одновременно на изгиб и растяжение (сжатие). Допустимые нагрузки на изоляторы при изгибе (

) и растяжении (

) в ньютонах в этих случаях следует принимать соответственно равными:

                                                                                     (7.3)

где

и

— задаваемые заводом-изготовителем минимальные разрушающие нагрузки соответственно при изгибе и растяжении (сжатии) изолятора, Н.

,                                                                                                       (7.4)

где

— суммарное разрушающее усилие спаренных изоляторов (опор), Н.

7.1.2.4. Допустимую нагрузку при изгибе опорного изолятора (

) в ньютонах следует определять по формуле

,                                                                                                          (7.5)

где

— коэффициент допустимой нагрузки, равный 0,5;

и

— расстояния от опасного сечения изолятора соответственно до его вершины и центра тяжести поперечного сечения шины (см. рис.7.1,

).

Опасное сечение опорно-стержневых изоляторов с внутренним креплением арматуры (рис.7.1,

) следует принимать у опорного фланца, опорно-стержневых изоляторов с внешним креплением арматуры (рис.7.1,

,

) — у кромки нижнего фланца, а опорно-штыревых изоляторов (рис.7.1,

) — на границе контакта штыря с фарфоровым телом изолятора.

7.1.2.5.  Допустимую нагрузку при изгибе многоярусных изоляционных опор (рис.7.1,

,

) следует принимать равной допустимой нагрузке наименее прочного яруса, определенной по формуле (7.5).

7.1.2.6. При расположении фаз по вершинам треугольника (рис.7.2,

,

,

) изоляторы одновременно испытывают как растягивающие (сжимающие), так и изгибающие усилия. Допустимые нагрузки при изгибе

следует определять в соответствии с п.7.2, допустимую нагрузку при растяжении

следует определять по формуле (7.5), в которой

равна разрушающей нагрузке при растяжении.

7.1.2.7. Допустимое напряжение в материале проводников (

) в мегапаскалях следует принимать равным

,                                                                                                          (7.6)

где

—   предел прочности при растяжении, Н;

 —   коэффициент допустимой нагрузки, равный 35% от предела прочности.

.                                                                                                     (7.7)

7.1.2.9. Расстояния между проводниками фаз (

), а также между проводниками и заземленными частями (

) шинных конструкций напряжением 35 кВ и выше и проводов ошиновки распределительных устройств, воздушных линий и токопроводов к моменту отключения КЗ должны оставаться больше допустимых изоляционных расстояний, определяемых при рабочих напряжениях

                                                                                                          (7.8)

где

и

— минимально допустимые расстояния по условиям пробоя соответственно между проводниками фаз и проводниками и заземленными частями при рабочем напряжении.

,                                                                                                     (7.9)

где

— постоянный параметр, Н/А

;

— расстояние между осями проводников, м;

,

 — токи проводников, А;

— длина проводников, м;

— коэффициент формы.

Для круглых проводников сплошного сечения, проводников кольцевого сечения, а также для проводников (шин) корытного сечения с высотой сечения 0,1 м и более следует принимать

=1,0.

,                                                                           (7.10)

где

— ударный ток трехфазного КЗ, А;

— коэффициент, зависящий от взаимного расположения проводников;

— расстояние между осями проводников, м;

— длина пролета, м.

Значения коэффициента

для некоторых типов шинных конструкций (рис.7.2) указаны в табл.7.3.

Значения коэффициента

,                                                                            (7.11)

где

— ударный ток двухфазного КЗ, А.

7.3.1.1. Проверка шинных конструкций на электродинамическую стойкость при КЗ заключается в расчете максимального механического напряжения в материале (

) и максимальной нагрузки на изоляторы (

) и в сравнении полученных значений указанных величин с допустимыми значениями.

                                                                                                    (7.12)

где

  — допустимое механическое напряжение в материале шин;

— допустимая механическая нагрузка на изоляторы.

;                                                                                   (7.13)

,                                                                                                       (7.14)

где

— максимальная сила, возникающая в многопролетной балке при трехфазном КЗ, Н, и определяемая по формуле (7.10);

— длина пролета шин, м;

— момент сопротивления поперечного сечения шины, м

; формулы для его расчета приведены в табл.7.4;

и

— коэффициенты, зависящие от условия опирания (закрепления) шин, а также числа пролетов конструкции с неразрезными шинами. Их значения даны в табл.7.1.

Формулы для определения момента инерции

и момента сопротивления

поперечных сечений шин

* Если прокладки приварены к обеим полосам пакета, моменты инерции и момент сопротивления принимаются равными:

и

.

,                                                                                                     (7.15)

,                                                                                                     (7.16)

где

— максимальная сила, возникающая в многопролетной балке при двухфазном КЗ, Н, и определяемая по формуле (7.11).

При расчете напряжений в области сварных соединений, находящихся на расстоянии

от опорного сечения, в формулы (7.13) и (7.15) следует подставлять значения

, вычисленные с учетом данных табл.7.1.

,                                                                     (7.17)

где

— максимальное напряжение в материале шины, обусловленное взаимодействием тока данного проводника с токами проводников других фаз, Па, которое следует определять в зависимости от вида КЗ по формуле (7.13) или (7.15);

— максимальное напряжение в материале шины, обусловленное взаимодействием токов отдельных проводников одной фазы, Па, которое следует определять по формуле

,                                                        (7.18)

где

— длина пролета элемента шины между прокладками, м;

— расстояние между осями элементов составных шин (рис.7.4), м;

— момент сопротивления поперечного сечения элемента шины, м

;

   — ударный ток трехфазного или двухфазного КЗ, А;

— число составных проводников фазы.

                                                                                                    (7.19)

,                                                                                                         (7.20)

                                                                                                         (7.21)

,                                                                                                        (7.22)

где

— коэффициент динамической нагрузки, зависящий от расчетной основной частоты собственных колебаний шины

. Значения коэффициента для двухфазного и трехфазного КЗ в зависимости от отношения

(

=50 Гц) следует определять по графику на рис.7.5.

Рис.7.5. Зависимость динамического коэффициента для изоляторов и шин от частоты собственных колебаний шины, где 1 при

1,60; 2 при

=1,40; 3 при

=1,25; 4 при

=1,10; 5 при

=1,00

Значения расчетной частоты собственных колебаний (

) в герцах следует определять в соответствии с п.7.3.3.4.

,                                                                   (7.23)

где

  — расстояние от торца проходного изолятора до ближайшего опорного изолятора фазы, м.

,                                                                                                       (7.24)

где

— модуль упругости материала шины, Па;

— момент инерции поперечного сечения шины, м

;

— масса шины на единицу длины, кг/м;

— параметр основной собственной частоты шины.

,                                                                           (7.25)

где

—  максимальное напряжение в материале шин, которое следует определять в зависимости от вида КЗ по формуле (7.19) или (7.21);

— максимальное напряжение в материале шины, которое следует определять по формуле

,                                                               (7.26)

где

— коэффициент динамической нагрузки, зависящий от основной частоты (

) собственных колебаний элементов составной шины, который следует определять по расчетному графику, приведенному на рис.7.5.

,                                                                               (7.27)

где

— длина пролета элемента шины между прокладками, м;

— момент инерции поперечного сечения элемента шин, м

;

— масса элемента на единицу длины, кг/м;

— расстояние между осями элементов составных шин (рис.7.4), м.

7.3.3.6. Максимальные напряжения в материале шин и максимальные нагрузки на опорные и проходные изоляторы при расположении шин по вершинам треугольника (рис.7.2,

,

,

) следует определять с учетом их пространственных колебаний по формулам

;                                                                                               (7.28)

;                                                                                                   (7.29)

,                                                                                                  (7.30)

где

— меньший из двух моментов сопротивлений поперечного сечения шины (момента сопротивления

при изгибе в плоскости

и момента сопротивления

при изгибе шины в плоскости

) (рис.7.2), м

;

,

— электродинамические силы, определяемые соответственно по формулам (7.10) и (7.11);

,

— коэффициенты, значения которых для наиболее распространенных типов шинных конструкций (рис.7.2,

,

,

) приведены в табл.7.5.

Значения коэффициентов

и

шинных конструкций

,

где

— максимальное напряжение в материале шины при электродинамическом действии тока КЗ;

— напряжение в материале шины от собственного веса, изоляционных распорок и веса льда, а также действия напора ветра.

7.3.5.1. Расчет максимальных напряжений в материале шин и нагрузок на изоляторы шинных конструкций с упругоподатливыми опорами следует проводить соответственно по формулам (7.19) и (7.20), а частоту собственных колебаний — по формуле (7.24), где параметр частоты

является функцией безразмерных величин

и

, где

— жесткость опор, а  

— приведенная масса. Значения жесткости опор следует определять по экспериментальным данным, а приведенной массы — в соответствии с п.7.3.5.2. Кривые для определения

шин с жестким закреплением на опорах приведены на рис.7.6, а шин с шарнирным закреплением — на рис.7.7. Для шин с чередующимися жесткими и шарнирными закреплениями на опорах значение параметра

допустимо приблизительно оценивать как среднее между его значениями, найденными по кривым рис.7.6 и 7.7. Значения

для шин с жестким закреплением на опорах при

5000 и для шин с шарнирным закреплением на опорах при

3000 приведены в табл.7.1.

,                                                                                          (7.31)

где

— масса опоры, кг;

и

— расстояния от основания опоры соответственно до центра массы опоры (изолятора) и центра масс поперечного сечения шины (рис.7.8), м.

,                                                                                             (7.32)

где

— жесткость опоры, практически равная жесткости изолятора

, Н/м;

— частота собственных колебаний опоры, Гц, равная частоте колебаний изолятора

, Гц.

7.3.6.1.  При наличии быстродействующих АПВ токопроводы электроустановок напряжением 35 кВ и выше следует проверять на электродинамическую стойкость при повторном включении на КЗ. Такой проверки не требуется, если продолжительность бестоковой паузы (

) в секундах составляет

,                                                                                                  (7.33)

где

— расчетная основная частота собственных колебаний ошиновки, Гц;

— декремент затухания токопровода при горизонтальных колебаниях

,                                                               (7.34)

,                                                                   (7.35)

где

и

— наибольшее напряжение и максимальная нагрузка при первом КЗ;

— коэффициент превышения напряжения и нагрузки при повторном КЗ.

Коэффициент превышения

следует определять по кривым на рис.7.9, а в зависимости от логарифмического декремента затухания

. Номер расчетной кривой принимают в зависимости от продолжительности бестоковой паузы

и частоты собственных колебаний шины

, используя рис.7.9,

. Если точка с координатами

и

на рис.7.9,

лежит в зоне, ограниченной осями координат и кривой I, то коэффициент

следует определять по кривой 1 рис.7.9,

. Если же точка лежит в зоне, ограниченной кривыми I и II, то

следует определять по кривой 2 на рис.7.9,

, и т.д. Следует отметить, что значения расчетного коэффициента

получены при наиболее неблагоприятных условиях коммутаций, которые приводят после первого КЗ и повторного включения на КЗ к наибольшим напряжениям в материале шин и нагрузкам на изоляторы и таким образом обеспечивают оценку электродинамической стойкости ошиновки.

Рис.7.9. К определению коэффициента превышения

в зависимости

7.4.1. При проверке гибких проводников на электродинамическую стойкость расчетными величинами являются максимальное тяжение

и максимальное сближение проводников при КЗ.

                                                                                 (7.36)

где

— допустимое тяжение в проводах, Н;

— расстояние между проводниками фаз, м;

— расчетное смещение проводников, м;

— наименьшее допустимое расстояние между проводниками фаз при наибольшем рабочем напряжении, м;

— радиус расщепления фазы, м.

7.4.3. При проверке гибких токопроводов на электродинамическую стойкость при КЗ необходимость расчета смещения проводников, у которых провес превышает половину расстояния между фазами, устанавливается выражением (7.37). Расчет смещений следует выполнять, если параметр

равен:

кА

с/Н,                                                                    (7.37)

где

— начальное действующее значение периодической составляющей тока двухфазного КЗ, кА;

—  расчетная продолжительность КЗ, с;

— расстояние между фазами, м;

— погонный вес провода (с учетом влияния гирлянд), Н/м;

— безразмерный коэффициент, учитывающий влияние апериодической составляющей электродинамической силы. График

приведен на рис.7.10. При

>4 можно принимать

=1;

    — постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ, с.

Рис.7.10. Зависимость коэффициента приведения электродинамической нагрузки

от

кА

с/Н.                                                                                (7.38)

, с                                                              (7.39)

горизонтальное смещение

в метрах следует определять по формуле     

,                                                                     (7.40)

, 1/с

,                                                                                       (7.41)

где

— ускорение силы тяжести, м/с

;

— провес провода посередине пролета, м;

— расчетная электродинамическая нагрузка на проводник при двухфазном КЗ, Н. Эта нагрузка определяется по формуле

,                                                                     (7.42)

где

— длина пролета, м.

,                                                                                     (7.43)

горизонтальное смещение

следует определять по одной из формул

                                                                       (7.44)

где

— расчетный угол отклонения проводника от равновесного положения, рад., определяемый по формуле

,                                                                                      (7.45)

где

, м;

— энергия, накопленная проводником за расчетное время КЗ, Дж, и равная работе электродинамических сил. Она определяется по кривым на рис.7.11,

. На этом рисунке

.

Рис.7.11. Характеристики

при двухфазном КЗ

,                                                                                  (7.46)

горизонтальные смещения вычисляют по формулам (7.44). При этом энергию, накопленную проводником,

, в джоулях следует определять по одной из формул:

                        (7.47)

где

— максимальная высота подъема центра масс провода во время КЗ, определяемая из соотношения

, м, с помощью кривых, приведенных на рис.7.12.

Рис.7.12. Характеристики

при двухфазном КЗ

7.4.5. Максимально возможное тяжение в проводнике

следует определять, полагая, что вся энергия, накопленная проводником во время КЗ, трансформируется в потенциальную энергию деформации растяжения при падении проводника после отключения тока КЗ, поднятого электродинамическими силами над исходным равновесным положением. При этом

в джоулях составляет

,                                                                                   (7.48)

где

—  удлинение проводника в пролете при усилии в нем, равном

, м;

—  потенциальная энергия деформации проводника в пролете при тяжении, равном тяжению в нем до КЗ, Дж:

,                                                                                              (7.49)

где

—  тяжение (продольная сила) в проводнике до КЗ, Н:

,                                                                                                     (7.50)

—  длина проводника в пролете, м, которую допускается принимать равной длине пролета

;

— модуль упругости проводника при тяжении, равном

;

  — погонный вес проводника, Н/м;

  — площадь поперечного сечения проводника, м

.

При выполнении условия (7.39) приближенное значение

в джоулях допустимо определять по формуле

.                                                                     (7.51)

При отсутствии характеристики жесткости провода

приближенное значение максимально возможного тяжения в проводнике можно определить по формуле

,                                                           (7.52)

где

— жесткость поперечного сечения провода при растяжении, Н;

— модуль упругости, Н/м

;

— площадь поперечного сечения провода, м

.

Нижний предел максимального тяжения

в проводнике в случае, если проводник после отключения тока КЗ (при относительно малом токе) плавно возвращается в исходное положение, совершает затем затухающие из-за аэродинамического сопротивления атмосферы колебания, вычисляется по формуле (7.52, а). Траектория движения центра масс проводника при этом близка к круговой.

.                                                (7.52, a)

При больших различиях значений

и

уточнение оценки тяжений может быть сделано с помощью численного моделирования.

7.4.6. Приближенный учет влияния гирлянд изоляторов и ответвлений с гибкой ошиновкой производится увеличением погонного веса и провеса проводников путем замены в формулах пп.7.4.2-7.4.5 массы проводника

приведенной массой

и провеса

приведенным провесом

.

                                                            (7.53)

где

— масса провода в пролете (без массы изоляторов и массы отводов);

— суммарная масса двух натяжных изоляторов у двух опор проводника в пролете или масса одной гирлянды, если на опорах гирлянды подвесные;

— масса отводов в пролете;

— коэффициент приведения массы, значения которого приведены в таблице 7.6;

— провес провода в середине пролета (от уровня крепления провода к гирлянде изоляторов);

— длина гирлянды изоляторов;

— угол отклонения гирлянд от вертикали до КЗ.

Значение коэффициента приведения массы

при различных отношениях

Примечание.

— масса гирлянд (суммарная масса двух натяжных гирлянд у двух опор проводника в пролете или масса одной гирлянды, если на опорах гирлянды подвесные);

— масса провода в пролете;

— провес гирлянд;

— провес провода.

7.5.1. Электродинамическая стойкость электрических аппаратов в зависимости от типа и конструкции характеризуется их предельными сквозными токами

и

и номинальными токами электродинамической стойкости

и

или кратностью тока электродинамической стойкости

.

                                                                                                  (7.54)

,

где

— начальное значение периодической составляющей расчетного тока КЗ;

— ударный ток КЗ.     

7.6.1. Проверить электродинамическую стойкость трехфазной шинной конструкции, изоляторы которой обладают высокой жесткостью, если известно, что расчетный ударный ток КЗ

= 180 кА, а шины выполнены из алюминиевого сплава марки АД31Т1, имеют прямоугольное сечение (60×8) мм

, четыре пролета, расположены в одной плоскости и имеют следующие параметры:

=1,0 м;

=0,6 м;

=0,972 кг/м;

;

.

Гц,

где

=4,73 соответствует расчетной схеме 5 табл.7.1.

В соответствии с рис.7.5 коэффициент динамической нагрузки

=1,0.

МПа,

где

— определена по формуле (7.10) при

=0,88 (см. рис.7.3) и

=1,0, а

из табл.7.1.

Поскольку

=142,7 МПа >

=137,2 МПа, то шины не удовлетворяют условию электродинамической стойкости. Для снижения максимального напряжения в материале шин необходимо уменьшить длину пролета. Наибольшая допустимая длина пролета

м.

Примем длину пролета

=0,9 м.

В этом случае

=447,9 Гц;

=1,0 и

.

Н.

Н.

7.6.2. Проверить на электродинамическую стойкость при КЗ трехфазную шинную конструкцию в цепи генератора, шины которой состоят из двух элементов корытного профиля, если расчетный ударный ток

=135 кА.

Алюминиевые шины (марки АДО) сечением 2×3435 мм

расположены в горизонтальной плоскости и имеют следующие параметры:

=1,8 м;

=0,75 м;

=9,27 кг/м;

Па;

=41 МПа.

Гц;

Гц.

Для полученных значений

и

коэффициенты

и

 равны 1,0 (рис.7.5).

МПа;

МПа.

МПа.

.

Н.

Разрушающая нагрузка для этого изолятора составляет

=20000 Н, высота

=134 мм. Изолятор имеет внутреннее крепление арматуры (рис.7.1,

), поэтому

м.

Н.

,

Н.

При этом

=7567 Н

=8478 Н.

7.6.3. Проверить на электродинамическую стойкость шинную конструкцию наружной электроустановки напряжением 110 кВ, если расчетный ударный ток

=60 кА.

Трубчатые шины квадратного сечения выполнены из алюминиевого сплава марки АД31Т и расположены в одной плоскости. Высота шины

=125 мм, толщина

=8 мм, погонная масса

=8,96 кг/м. Длина пролета

=5,0 м, расстояние между фазами

=1,0 м. Допустимое напряжение в материале шины

=89 МПа, модуль упругости

Па. Изоляторы типа ИОС-110-600 имеют высоту

=1100 мм, расстояние от головки изолятора до центра масс шины

=80 мм, высоту арматуры нижнего фланца изолятора

=100 мм, жесткость

=1100 кН/м, частоту собственных колебаний

=28 Гц.

;

,

где

см.

,

где

мм.

кг.

;

.

По кривым на рис.7.6 параметр частоты

=3,3, поэтому

Гц.

По кривой рис.7.5

=0,90.

МПа;

Н,

т.е.

=8,5 МПа <

=89 МПа и

=2802 Н <

=3300 Н.

Исходные данные: ток КЗ

=6 кА; длина пролета

=120 м; провес посередине пролета

=3,5 м; расстояние между фазами

=3,1 м; продолжительность КЗ

= 0,2 с или 2 с; провод марки АС 150/24; погонный вес провода

=5,48 Н/м; постоянная времени

= 0,05 с.

Параметр

по формуле (7.37) при

=1

.

Расстояние

м;

примем вес провода в пролете

=658 Н;

1/с;

Н;

с.

Поскольку

=0,2 с <

=0,75 с, расчет можно вести по упрощенным зависимостям (7.40) и (7.51).

м.

м.

м.

Если расчетная продолжительность КЗ равна

=2 с, то безразмерная продолжительность КЗ составит

.

Согласно (7.47) энергия

равна

Дж.

,   

.

При

=0,42 и

=0,76 по кривым на рис.7.12

=0,12 или

Поскольку

=1085 Дж

= 3066 Дж, по формулам (7.47) имеем:

Дж

и

.

.

м,

Для расчета тяжений в проводах линии примем жесткость поперечного сечения проводника равной

Н.

Н.

При продолжительности КЗ

=0,2 с по (7.51) находим

Дж,

H,

H.

При продолжительности КЗ

=2 с имеем

H.

,                                                                                                  (8.1)

где

— ток КЗ в произвольный момент времени

, A;

— расчетная продолжительность КЗ, с.

Количественную оценку степени термического воздействия тока КЗ допускается также производить с помощью термически эквивалентного тока КЗ

, т.е. неизменного по амплитуде (синусоидального) тока, который за время, равное расчетной продолжительности КЗ, оказывает на проводник или электрический аппарат такое же термическое воздействие, как и реальный ток КЗ за это же время. Этот ток связан с интегралом Джоуля простым соотношением

.                                                                                                     (8.2)

,                                                                                                      (8.3)

где

— интеграл Джоуля от периодической составляющей тока КЗ;

— интеграл Джоуля от апериодической составляющей тока КЗ.

8.2.4. Если исходная расчетная схема имеет произвольный характер, но для всех генераторов и синхронных компенсаторов расчетное КЗ является удаленным, т.е. отношение действующего значения периодической составляющей тока любого генератора (синхронного компенсатора) в начальный момент КЗ к его номинальному току не достигает двух, то путем преобразований эквивалентной схемы замещения все источники энергии (генераторы, синхронные компенсаторы и источники более удаленной части электроэнергетической системы) следует заменить одним эквивалентным источником, ЭДС которого считать неизменной по амплитуде, а индуктивное сопротивление равным результирующему эквивалентному сопротивлению

расчетной схемы (см. рис.8.1,

). При этом интеграл Джоуля следует определять по формуле

,                                                                             (8.4)

где

— действующее значение периодической составляющей тока КЗ от эквивалентного источника энергии (системы), А;

— эквивалентная  постоянная  времени  затухания  апериодической составляющей тока КЗ, с.

.                                                                         (8.5)

В тех случаях, когда

, интеграл Джоуля и термически эквивалентный ток КЗ допустимо определять по более простым формулам:

;                                                                                             (8.6)

.                                                                                           (8.7)

8.2.5. Если исходная расчетная схема содержит один или несколько однотипных генераторов (синхронных компенсаторов), причем последние находятся в одинаковых условиях относительно расчетной точки КЗ (все машины или блоки присоединены к общим шинам), а расчетное КЗ является близким, т.е. действующее значение периодической составляющей тока генератора (синхронного компенсатора) в начальный момент КЗ превышает его номинальный ток в два и более раза, то схема замещения также должна быть преобразована в простейшую схему, содержащую результирующее эквивалентное сопротивление

и ЭДС

(рис.8.1,

), однако эта ЭДС изменяется во времени.

,                                                           (8.8)

где

— начальное действующее значение периодической составляющей тока КЗ от генератора (синхронного компенсатора), А;

— постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ от генератора (синхронного компенсатора), с;

— относительный интеграл Джоуля:

,                                                                                             (8.9)

где

— действующее значение периодической составляющей тока КЗ от генератора (синхронного компенсатора) в произвольный момент времени, А.

Значения относительного интеграла Джоуля при разных удаленностях расчетной точки КЗ от генератора (синхронного компенсатора)

, т.е. разных отношениях действующего значения периодической составляющей тока машины в начальный момент КЗ к ее номинальному току, могут быть определены по кривым на рис.8.2.

Рис.8.2. Кривые для определения

от синхронных генераторов

.                                                                 (8.10)

При

для определения интеграла Джоуля и термически эквивалентного тока КЗ допустимо использовать формулы

;                                                                                 (8.11)

.                                                                                     (8.12)

8.2.6. Если исходная расчетная схема содержит различные источники энергии, а расчетное КЗ делит схему на две независимые части, одна из которых содержит источники энергии, для которых КЗ является удаленным, а другая — один или несколько генераторов (синхронных компенсаторов), находящихся в одинаковых условиях относительно точки КЗ, причем для этой машины или группы машин расчетное КЗ является близким, то эквивалентная схема замещения должна быть преобразована в двухлучевую (рис.8.1,

): все источники энергии, для которых КЗ является удаленным, и связывающие их с точкой КЗ элементы следует представить в виде одной ветви с неизменной по амплитуде эквивалентной ЭДС

и результирующим эквивалентным сопротивлением

, а машина или группа машин, для которой КЗ является близким, — в виде другой ветви с изменяющейся во времени ЭДС

и соответствующим эквивалентным сопротивлением

.

                                    (8.13)

где

— относительный интеграл от периодической составляющей тока в месте КЗ, обусловленной действием генератора (синхронного компенсатора):

.                                                                                                 (8.14)

Значение относительного интеграла

при найденной удаленности точки КЗ можно определить по кривым

. Такие кривые для синхронных генераторов с тиристорной независимой системой возбуждения приведены на рис.8.3.

Рис.8.3. Кривые для определения

от синхронных генераторов с тиристорной системой возбуждения

В тех случаях, когда

, для определения интеграла Джоуля допустимо использовать выражение

                                                     (8.15)

Если же

, то допустимо использовать формулу

                                        (8.16)

Термически эквивалентный ток КЗ следует определять по формуле (8.2), подставив в нее предварительно найденное значение

.

8.2.7. Если исходная расчетная схема содержит различные источники энергии, а расчетное КЗ делит схему на две независимые части, одна из которых содержит источники энергии, для которых КЗ является удаленным, а другая — группу однотипных электродвигателей (синхронных или асинхронных), для которых КЗ является близким, то эквивалентная схема замещения также должна быть преобразована в двухлучевую (рис.8.1,

): все источники энергии, для которых КЗ является удаленным, и связывающие их с точкой КЗ элементы следует представить неизменной по амплитуде эквивалентной ЭДС

и результирующим эквивалентным сопротивлением

, а группа электродвигателей — эквивалентной ЭДС

и эквивалентным сопротивлением

.

В этом случае интеграл Джоуля следует определять по одной из формул, приведенных в п.8.2.6, предварительно заменив в ней

и

соответствующими величинами

и

для эквивалентного электродвигателя, а также

и

— относительными интегралами

и

эквивалентного электродвигателя. Кривые зависимости

и

для синхронных и асинхронных электродвигателей при разных отношениях действующего значения периодической составляющей тока эквивалентного электродвигателя в начальный момент КЗ к его номинальному току приведены на рис.8.4-8.7.

Рис.8.4. Кривые для определения

от синхронного электродвигателя

Рис.8.5. Кривые для определения

от синхронного электродвигателя

Рис.8.6. Кривые для определения

от асинхронного электродвигателя

Рис.8.7. Кривые для определения

от асинхронного электродвигателя

Термически эквивалентный ток КЗ следует определять по формуле (8.2), подставив в нее предварительно найденное значение интеграла Джоуля

.

8.3.1. Проверка проводников на термическую стойкость при КЗ 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:

.                                                                                            (8.17)

8.3.2. Допускается проверку проводников на термическую стойкость при КЗ производить также путем сравнения термически эквивалентной плотности тока КЗ

с допустимой в течение расчетной продолжительности КЗ плотностью тока

. Проводник удовлетворяет условию термической стойкости при КЗ, если выполняется соотношение

.                                                                                   (8.18)

8.3.3. Определение температуры нагрева проводников к моменту отключения КЗ следует производить с использованием кривых зависимости температуры нагрева проводников

от величины

, являющейся функцией удельной теплоемкости материала проводника, его удельного сопротивления и температуры нагрева. Такие кривые для жестких шин, кабелей и проводов некоторых марок приведены на рис.8.8, а для проводов других марок — на рис.8.9.

Материалы проводов: 1 — сплавы АЖ и АЖКП; 2 — сплавы АН и АНКП; 3 — алюминий марок А, АКП, А

КП и

1) на рис.8.8 или рис.8.9 выбрать кривую, соответствующую материалу проверяемого проводника, и с помощью этой кривой, исходя из начальной температуры проводника

, найти значение величины

при этой температуре;

2) используя методику, изложенную в пп.8.2.4-8.2.7, определить значение интеграла Джоуля

при расчетных условиях КЗ;

3) найти значение величины

, соответствующее конечной температуре нагрева проводника, используя формулу

,                                                                                    (8.19)

где

— площадь поперечного сечения проводника, а для сталеалюминиевых проводов — площадь поперечного сечения алюминиевой части провода;

4) по найденному значению величины

, используя выбранную кривую на рис.8.8 или рис.8.9, определить температуру нагрева проводника к моменту отключения КЗ

и сравнить ее с предельно допустимой температурой

. Термическая стойкость проводника обеспечивается, если выполняется условие (8.17).

8.3.5. Если при выборе сечения проводника определяющим условием является его термическая стойкость при КЗ, то следует выбрать минимальное сечение проводника, при котором его температура нагрева к моменту отключения КЗ оказывается меньше предельно допустимой температуры или равной ей. С этой целью необходимо, исходя из расчетных условий КЗ, определить значение интеграла Джоуля, а исходя из материала проводника, выбрать необходимую кривую на рис.8.8 или рис.8.9 и по ней найти значения величины

, соответствующие начальной и предельно допустимой температурам, т.е.

и

. Искомое минимально возможное сечение проводника                   

.                                                                            (8.20)

.

,                                                                                                    (8.21)

где

;

— значение функции

при продолжительно допустимой температуре проводника

.

Значения параметра

для жестких шин приведены в табл.8.2, для кабелей — в табл.8.3, для проводов — в табл.8.4.

Значение параметра

для жестких шин