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_S, R_S – 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.