Перевірка на термічну стійкість

Дата добавления: 2014-11-24 | Просмотров: 1605

При перебігу струму КЗ провідник додатково нагрівається понад нормальної робочої температури. Тривалість процесу короткого замикання звичайно мала (в межах кількох секунд), тому тепло, що виділяється в провіднику, не встигає передатись в навколишнє середовище і практично цілком іде на нагрівання провідника.

Оскільки струм КЗ значно перевищує струм робочого режиму, нагрівання провідника може досягати небезпечних значень, що приводить до плавлення або обвуглювання ізоляції, деформації і плавлення струмоведучих частин і т.п.

Критерієм термічної стійкості провідника є допустима температура нагріву його струмами КЗ. Тому провідник або апарат слід вважати термічно стійким, якщо його температура в процесі КЗ не перевищує допустимих величин.

Методики визначення температури провідників в процесі експлуатації електричного обладнання є мало зручними в використанні, тому на практиці для перевірки їх на термічну стійкість використовується тепловий імпульс, який виділяється при протіканні струму КЗ.

Визначення теплового імпульсу для оцінки термічної стійкості проводиться наближеним методом через складність залежності струму КЗ від часу. При цьому повний тепловий імпульс розбивається на дві складові з урахуванням структури повного КЗ з формулою:

де - діюче значення повного струму КЗ в момент t короткого замикання;

і - відповідно діючі значення періодичної та аперіодичної складових в момент t короткого замикання;

- час вимкнення (час дії струму КЗ) складається з часу дії основного релейного захисту даного кола і власного часу вимкнення вимикача з приводом :

;

- тепловий імпульс періодичної складової струму КЗ;

- тепловий імпульс аперіодичної складової струму КЗ.

Тепловий імпульс визначається по-різному залежно від місцезнаходження точки КЗ. Можна виділити три характерні випадки (по аналогії з розрахунком струму КЗ): віддалене КЗ, КЗ поблизу генераторів або синхронних компенсаторів, КЗ поблизу групи потужних електродвигунів.

В колах підстанцій (виняток складають КЗ на шинах 6-10 кВ підстанцій, до яких підключені потужні електродвигуни або синхронні компенсатори), в колах високої напруги електричних станцій, в колах генераторної напруги електростанцій, якщо місце КЗ знаходиться за реактором, повний тепловий імпульс визначається:

,

де - початкове значення періодичної складової струму КЗ, сумарне від всіх джерел;

- постійна часу затухання аперіодичної складової струму КЗ.

Термічна стійкість електричного апарату забезпечується за умови:

,

де - розрахунковий тепловий імпульс КЗ;

і - відповідно середньоквадратичне значення струму і час (номінальні паспортні значення) термічної стійкості електричного апарату, які завод-виробник гарантує за даними спеціальних дослідів і розрахунків.

Вимогам термічної стійкості провідників відповідає мінімальний переріз провідника. Це такий переріз, який при заданому струмі КЗ спричиняє нагрів провідника до короткочасно допустимої температури. При наближених розрахунках мінімальний переріз провідника можна визначити за формулою:

,

де - це стала, значення якої приведені в ПУЕ в залежності від матеріалу провідника.

Провідник перерізом q буде термічно стійким, якщо виконується умова .

В ПУЕ обумовлено ряд випадків, коли допустимо не перевіряти провідники та апарати на термічну стійкість при коротких замиканнях. Це стосується проводів повітряних ліній і розподільчих пристроїв напругою 35 кВ і вище, апаратів та провідників кіл, захищених плавкими запобіжниками, трансформаторів напруги та деяких інших випадків.