Электродинамические действие токов короткого замыкания

Прохождение токов проводниках приводит к возникновению между ними электродинамических (механических) усилий. Одинаковое направление токов в параллельных проводниках вызывает их притяжение, противоположное – их отталкивание. В режиме нормальной нагрузки механические силы взаимодействия незначительно, но при КЗ они могут достигать значений, опасных для электрических аппаратов, вызывать их деформацию и даже разрушение.

Из теоретической электротехники известно, что сила взаимодействия между двумя проводниками при прохождении по ним токов определяется по формуле

Где: - мгновенные значения токов в проводниках, А; -длина проводников, м; -расстояние между осями проводников, м; -коэффициент формы, учитывающий форму сечения и взаимное расположение проводников, более принимается =1;

Наибольшие механические усилия между проводниками возникают в режиме короткого замыкания в момент, когда ток КЗ достигает ударного значения. Максимальную силу, действующую в трехфазной системе проводников на расчетную фазу, следует определять по формулам:

При трехфазном КЗ

При двухфазном КЗ

Где: - коэффициент, зависящий от взаимного расположения проводников;

Для предотвращения механических повреждений под действием усилий, возникающих в проводниках при протеканий по ним токов КЗ, все элементы токоведущей конструкции должны обладать электродинамической стойкостью, т.е. должны выдерживать механические усилия, возникающие при протекании токов КЗ, без деформации, препятствующих их дальнейшей нормальной эксплуатации.

В зависимости от вида электрооборудования условия проверки его на электродинамическую стойкость различны. Например, заводы-изготовители указывают гарантированный ток КЗ при котором обеспечивается электродинамическая стойкость аппаратов. Шинная конструкция обладает электродинамической стойкостью. В соответствии с ПУЭ проверка электродинамической стойкости гибких токопроводов на максимальное сближение и тяжение проводников при КЗ производится только при кА. Например, не проверяются на электродинамическую стойкость аппараты и шины цепей трансформаторов напряжения при расположении их в отдельной камере; аппараты и проводники, защищенные предохранителями с плавкими вставками на ток до 60А.

Рекомендуемая литература: ОЛ2, ОЛ3, ДЛ1

Контрольные вопросы

1. Чем характеризуется термическое воздействие тока КЗ на проводники и электрооборудование?

2. Что такое термически эквивалентный ток КЗ?

3. Что такое интеграл Джоуля и какова методика его определения?

4. Каковы последствия термического воздействия токов КЗ?

5. Каковы критерии термической стойкости проводников?