А1.9 ЭДУ при трехфазном токе

Условные направления токов й электродинамических сил в трехфазном токопроводе:

 А – при трехфазном КЗ;                             Б – при двухфазном КЗ

Рисунок А

Сила взаимодействия среднего проводника В с двумя крайними А и С при трехфазном КЗ отнесенная к единице длины, может быть определена из выражения

Знак минус указывает, что силы взаимодействия с крайними проводниками A и C направлены противоположно.

Силы, действующие на единицу длины крайних проводников

Множитель 1/2 у второго слагаемого учитывает удвоенное расстояние между проводниками А и С.

Рисунок Б

При двухфазном КЗ силы на единицу длины проводников А и В или В и С:

Множитель 0,75 – это отношение токов при двухфазном и трехфазном КЗ в предположении, что точка короткого замыкания удалена от генераторов: .

Выражения для электродинамических сил на единицу длины:

а) при трехфазном КЗ на средний проводник B:

;

б) при трехфазном КЗ на крайние проводники:

;

в) при двухфазном КЗ:

,

где  – безразмерные функции, определяющие изменение соответствующих электродинамических сил во времени.

Эти функции слагаются из 4 составляющих:

(1) постоянной составляющей f₀ и (2) периодической составляющей  с частотой 100 Гц, возникающих от взаимодействия периодических составляющих токов в проводниках;

(3) периодической составляющей  с частотой 50 Гц от взаимодействия периодических и апериодических составляющих токов разных проводников;

(4) экспоненциальной составляющей  от взаимодействия апериодических составляющих токов.

Электродинамические силы в трех­фазном токопроводе как функции времени (относительные значения):

а – при трехфазном КЗ действующие на сред­ний проводник;

б – то же на крайние проводники;

в – при двухфазном КЗ

 

На рисунке приведены кривые, поясняющие изменение электродинамических сил во времени. По оси абсцисс отложено отношение t/T, где T=1/f – период колебаний тока. По оси ординат отложены безразмерные функции .

 

 

А1.10 Расчет электродинамической стойкости жестких шин при КЗ

При проверке шинных конструкций на электродинамическую стойкость расчетными величинами являются максимальное напряжение в материале шин σ _max (Па) и максимальная нагрузка на изоляторы F _max (H).

1. Для проверки электродинамической стойкости шинных конструкций следует использовать следующие неравенства:

где σ _доп и F _доп – допустимое механическое напряжение в материале шин, Па, и допустимая механическая нагрузка на изоляторы, Н

 – макс. ЭДУ на ед. длины проводника

l- длина пролета, λ- учитывает длину пролета (8,10,12); W – момент сопротивления изгиба.

Допустимое значение длины пролета:

2. В зависимости от взаимного расположения шин и изоляторов последние при воздействии на них электродинамических сил работают на изгиб или растяжение (сжатие) или одновременно на изгиб и растяжение (сжатие). Допустимую нагрузку на изолятор (изоляционную опору) F _доп следует принимать равной 60 % минимальной разрушающей нагрузки P _paзp, приложенной к вершине изолятора (опоры) при изгибе или разрыве

; ; ;

3. Для составных шин часто используют доп.условие эл.дин. стойкости:

 – расстояние между прокладками. Определяется таким образом, чтобы мех. напряжение изгиба не превышало доп. значений.

; ;