Лекция 12

Тема: Расчет термического и электродинамического воздействия токов короткого замыкания на проводники и электрооборудования

Цель лекции:Изучить теоретическую часть темы

При протекании тока КЗ температура проводников и токоведущих частей электрических аппаратов повышается. Поскольку ток КЗ значительно превышает ток рабочего режима, нагрев может достигать опасных значений, превышающих наибольшие допустимые температуры. Критерием термической стойкости проводников является допустимая температура его нагрева токами КЗ.

Предельные значения допустимых температур нагрева при КЗ устанавливаются с учетом снижения механических свойств проводниковых материалов, изолирующих свойств изоляционных материалов, а также надежности работы контактных систем при повышении их температуры. Значительное повышение температуры приводит к снижению временного сопротивления разрыву проводниковых материалов и пробивного напряжения изоляции, а также к интенсивному окислению контактов аппаратов и контактных (особенно болтовых) соединений проводников. Длительное повышение температуры сокращает срок службы изоляции, приводя к ее плавлению или обугливанию. Нагрев проводников под воздействием тока КЗ допустимо считать адиабатическим, если продолжительность КЗ не превышает 1с. При небыстродействующих АПВ и продолжительности КЗ более с следует учитывать теплоотдачу в окружающую среду.

Проводники и аппараты электроустановок должны удовлетворять расчетным условиям их работы при различных режимах работы электроустановки, в том числе и при коротких замыканиях. Для проверки проводников и аппаратов на электродинамическую и термическую стойкость при КЗ необходимо выбрать расчетную схему электроустановки, расчетный вид КЗ, расчетную точку и расчетную продолжительность КЗ. При выборе расчетной схемы для определения токов КЗ следует исходить из возможных условий длительной работы электроустановки, включая ремонтные и послеаварийные режимы. Расчетная схема должна учитывать перспективу развития внешних сетей и генерирующих источников, с которыми связана электроустановка.

В качестве расчетного вида КЗ следует принимать:

1. Для определения электродинамической стойкости аппаратов и жестких шин – трехфазное КЗ;

2. Для определения термической стойкости аппаратов и проводников – трехфазное КЗ;

3. На генераторном напряжении электростанции – трех или двухфазное КЗ в зависимости от того, какое из них приводит к большому нагреву;

4. При проверке гибких проводников по условию их допустимого сближения во время КЗ – трех или двухфазное КЗ в зависимости от того, какое из них приводит к большему сближению проводников;

При расчете термической стойкости в качестве расчетного времени следует принимать сумму времен, получаемую от сложения времени действия основной защиты (АПВ), установленной у ближайшего к месту КЗ выключателя, и полного времени отключения этого выключателя. Термическое и электродинамическое действия токапри коротком замыкании сопровождаются резким понижением напряжения в электрических сетях. Перегреваются токоведущие части и плавятся проводники, возникают электрические искры и дуги, повреждается и воспламеняется изоляция, воспламеняя в свою очередь окружающую среду