Расчет электродинамической стойкости трансформаторов тока и шин. Выбор и проверка измерительных трансформаторов тока. Можно выделить три основных случая

6 Проверка кабелей на термическую стойкость

На термическую стойкость кабели проверяются по условию

где q - выборное сечение проводника.

qmin - кvВк (для принятых в проекте марок КНР согласно приложению 21.ОСТ5.6181-81 принимаем к=7,3).

Для генераторного фидера уставка срабатывания автоматического выключателя 0,18с и тепловой импульс для этого момента времени Вк=10,944кА2с.

Отсюда минимальное сечение qmin=7,3v10,944=24,205мм2.

Таким образом, для генераторного фидера годятся все сечения, начиная с 25мм2 и более, т.е. сечение 370мм2 (2?185), выбранное из условий нагрева, удовлетворяет заданному условию.

Срабатывание защиты на фидерах потребителей происходит в течение 0,04с. Для этого момента времени Вк=Вк0,04=2,566кА2с и минимальное сечение qmin=7,3v2,566=11,694мм2.

Таким образом на фидерах, подключаемых к ГРЩ потребителей можно применять кабели сечением 16кв.мм и более.

Высоковольтный колонковый элегазовый выключатель

Температуру нагрева контактной площадки можно определить по обращенной формуле Кукекова: , (5.9) где Tк - максимально допустимая температура нагрева контакта при протекании по нему тока короткого замыкания...

Динамические процессы и устойчивость судовых электроэнергетических систем

На термическую стойкость кабели проверяются по условию q?qmin, где q - выборное сечение проводника. qmin - кvВк (для принятых в проекте марок КНР согласно приложению 21.ОСТ5.6181-81 принимаем к=7,3)...

Оценка правильности выбора числа и мощности генераторных агрегатов в судовой электрической сети

Проектирование городских электрических сетей

Степень термического воздействия тока КЗ на проводники и электрические аппараты определяется по значению интеграла Джоуля. Если выполняется условие для расчёта интеграла Джоуля можно воспользоваться выражением:...

Разработка внешнего электроснабжения

Составим схему замещения для расчета к.з. Sc=1000 МВА хс=0,9 Uср=115 кВ L=68км R0=0,43 Ом/км Х0=0...

Стандартное сечение 150 мм2, выбранное для кабелей а и в по нагреву и по экономической плотности тока, следует проверить на термическую стойкость в режиме КЗ на сборных шинах источника питания 8 кА. где - импульс квадратичного тока КЗ...

Расчет трехагрегатной тяговой подстанции на 10кВ

Для обеспечения термической стойкости шин при КЗ необходимо, чтобы протекающий по ним ток не вызывал повышения температуры сверх максимально допустимой при кратковременном нагреве, которая составляет для медных шин 300єС....

Реконструкция системы электроснабжения жилого микрорайона города

Выбранные в нормальном режиме и проверенные по допустимой перегрузке в послеаварийном режиме кабели проверяются по условию (6.10) где SМИН - минимальное сечение по термической стойкости, мм2; SЭ - экономическое сечение...

Система электроснабжения авиазавода

Выключатель АЕ 2066МП-100 Предельная отключающая способность Iав. пр=9 кА. Iав. пр=9кА>Iуд=3,52кА Динамическая стойкость для данного выключателя выполняется. Проверка расцепителя по условию: где Iр. max - максимальный рабочий ток двигателя пресса...

Система электроснабжения сельскохозяйственного района

Расчет производиться по формуле: , мм2, (6.13) где С - постоянная, принимающая значение для СИП - 3 С=; Та.ср - усредненное значение времени затухания свободных токов КЗ, Та.ср = 0,02 с; - время срабатывания выключателя, с, для ВВ/ТЕL - 10 с...

Электроснабжение агломерационной фабрики металлургического комбината

Определим минимальное сечение кабеля, по условиям термической стойкости, для точки К-2 мм2 где С - тепловая функция, для кабелей 6 кВ с алюминиевыми жилами и бумажной изоляцией С=85 А. с2/мм2. Определим минимальное сечение кабеля...

Электроснабжение жилого дома

Проверка термической стойкости кабеля основана на расчете теплового импульса - количества тепла...

Для проверки проводников на термическую стойкость при коротком замыкании пользуются понятием теплового импульса Bk, характеризующего количество теплоты...

Электроснабжение завода по производству полиолефинов

Пункт Sрасч, кВА n Марка Fприн, ммІ Bk, кА·ммІ qmin, ммІ Fкон, ммІ 1 2 3 4 5 6 7 8 ГПП-ТП 1 2157,48 2 N2XSEY 3Ч50 8,74 21,117 3Ч50 ГПП-ТП 6 1028,92 2 N2XSEY 3Ч25 8,64 21,001 3Ч25 ГПП-ТП 7 448,98 2 N2XSEY 3Ч25 8,83 21,230 3Ч25 ГПП-АД1 1485,00 2 N2XSEY 3Ч25 8,80 21...

Электроснабжение механосборочного цеха

При прохождении тока к.з. по кабелю, в кабеле выделяется тепловой импульс. Количество теплоты зависит от времени действия защиты, времени действия тока к.з и величина тока короткого замыкания...

Трансформаторы тока предназначены для уменьшения первичного тока до значений, наиболее удобных для измерительных приборов и реле. (5 А, реже 1 или 2,5 А), а также для отделения цепей управления и защиты от первичных цепей высокого напряжения. Трансформаторы тока, применяемые в РУ, выполняют одновременно роль проходного изолятора (ТПЛ, ТПОЛ). В комплектных РУ применяются опорно-проходные (стержневые) трансформаторы тока - ТЛМ. ТПЛК, ТНЛМ, шинные - ТШЛ. в РУ 35 кВ и выше - встроенные, в зависимости от типа РУ и его напряжения.

Расчет трансформаторов тока на подстанции, по существу, сводится к проверке трансформатора тока, поставляемого комплектно с выбранной ячейкой. Итак, марка трансформатора тока зависит от типа выбранной ячейки; кроме того, трансформаторы тока выбирают:

1) по напряжению ;

2) по току (первичному и вторичному)

При этом следует иметь в виду, что номинальный вторичный ток 1А применяется для РУ 500 кВ и мощных РУ 330 кВ, в остальных случаях применяют вторичный ток 5 А. Номинальный первичный ток должен быть как можно ближе к расчетному току установки, так как недогрузка первичной обмотки трансформатора приводит к увеличению погрешностей.

Выбранный трансформатор тока проверяют на динамическую и термическую стойкость к токам короткого замыкания. Кроме этого трансформаторы тока подбирают по классу точности, который должен соответствовать классу точности приборов, подключаемых ко вторичной цепи измерительного трансформатора тока (ИТТ) - Чтобы трансформатор тока обеспечил заданную точность измерений, мощность подключенных к нему приборов не должна быть выше номинальной вторичной нагрузки, указанной в паспорте трансформатора тока.



Термическую стойкость трансформатора тока сравнивают с тепловым импульсом B k :

где - коэффициент динамической устойчивости.

Нагрузка вторичной цепи трансформатора тока может быть подсчитана по выражению:

где - сумма сопротивлений всех последовательно включенных обмоток приборов или реле;

Сопротивление соединительных проводов;

Сопротивление контактных соединений ( = 0.05 Ом, при 2 – 3-х приборах: при числе приборов большем 3 = 0,1 Ом).

Сопротивление приборов определяется по формуле:

где - удельное сопротивление провода;

l расч - расчетная длина проводов;

q - сечение проводов.

Длина соединительных проводов зависит от схемы соединения трансформатора тока:

, (6.37)

где m - коэффициент, зависящий от схемы включения;

l - длина проводов (для подстанций принимают l = 5 м).

При включении трансформатора тока в одну фазу m = 2, при включении трансформатора тока в неполную звезду, , при включении в звезду, m =1.

Минимальное сечение проводов вторичных цепей трансформатора тока не должно быть меньше 2,5 мм 2 (для алюминия) и 1,5 мм 2 (для меди) по условию механической прочности. Если к трансформатору тока присоединены счетчики, эти сечения должны быть увеличены на одну ступень.

В РУ НН подстанции следует выбирать (проверять) трансформаторы тока в ячейках следующих типов: ввода, секционных, отходящих линий, а также в ячейках трансформатора собственных нужд. Расчетные токи этих ячеек определяются по выражениям (6.21-6.23), а в ячейках ТСН:

, (6.38)

где S нтсн - номинальная мощность ТСН.

Результаты расчета сводятся в таблицу 6.8:

Таблица 6.8 - Сводная таблица по выбору трансформаторов тока РУ НН подстанци:

Параметр трансформатора Условие выбора (проверки) Типы ячеек
ввода секционирования отходящих линий ТСН
Тип трансформатора определяется серией ячейки (по справочнику)
Номинальное напряжение
Номинальный ток
первичный
вторичный А
Класс точности В соответствии с классом точности, присоединенных приборов
или
Динамическая устойчивость
Термическая устойчивость

Пример 1

Выбрать трансформатор тока в ячейке ввода силового трансформатора на подстанции. Номинальная мощность трансформатора 6,3 МВА, коэффициент трансформации 110/10,5 кВ. На подстанции установлено два трансформатора. Расчетная нагрузка подстанции составляет S max 10,75 МВА. Сеть 10 кВ не заземлена. Ударный ток на стороне низкого напряжения составляет 27,5 кА. К трансформаторам тока должны быть присоединены амперметры и счетчики активной и реактивной мощности. Тип ячеек в РУ-10 кВ - КРУ-2-10П.

Максимальный расчетный ток ячейки ввода (для наиболее неблагоприятного эксплуатационного режима):

А.

Выбирается ближайший стандартный трансформатор тока, встроенный в ячейку ввода (КРУ-2-10П) - ТПОЛ-600/5-0,5/Р с двумя вторичными обмотками: для измерительных приборов и релейной защиты. Номинальная нагрузка такого трансформатора тока класса точности 0,5 - S 2 = 10 ВА (r 2 = 0,4 Ом), кратность электродинамической устойчивости, k дин = 81, кратность термической устойчивости, k Т = 3 с. Эти данные указаны в /3, 10/.

Выбранный трансформатор тока проверяется на электродинамическую устойчивость:

,

а также на термическую устойчивость:

,

C из расчета (таблица 4.4); T a =0,025 с по таблице 4.3;

1105,92 > 121,78.

В незаземленных цепях достаточно иметь трансформаторы тока в двух фазах, например, в A и C. Определяются нагрузки на трансформатор тока от измерительных приборов, данные сводятся в таблицу 6.9:

Таблица 6.9 – Нагрузка измерительных приборов по фазам

Наименование прибора
А В С
Амперметр Н-377 0,1
Счетчик активной энергии САЗ-И673 2,5 2,5
Счетчик реактивной энергии СРЧ-И676 2,5 2,5
Итого 5,1

Из таблицы видно, что наиболее нагруженной является фаза А, ее нагрузка составляет ВА или r приб = 0,204 Ом. Определяется сопротивление соединительных проводов из алюминия сечением q = 4 мм 2 , длиной l = 5 м.

Ом,

где = 0,0283 Ом/м·мм 2 для алюминия;

Полное сопротивление вторичной цепи:

где r конт = 0,05 Ом.

Сравнивая паспортные и расчетные данные по вторичной нагрузке трансформаторов тока получаем:

Следовательно, выбранный трансформатор тока проходит по всем параметрам.

4.4 Проверка защитных аппаратов на термическую и динамическую стойкость

Выключатель АЕ 2066МП-100

Предельная отключающая способность Iав. пр=9 кА.

Iав. пр=9кА>Iуд=3,52кА

Выключатель АЕ 2066-100

Предельная отключающая способность Iав. пр=12 кА.

Iав. пр=12 кА>Iуд=11,5 кА

Динамическая стойкость для данного выключателя выполняется.

Проверка расцепителя по условию:

где I р. max - максимальный рабочий ток двигателя пресса.

Предохранитель ПН-2-100-10

U ном = 380В

I откл ном > i уд 100кА > 1,94кА

I ном > I раб 100А > 10А

I ном вст > I раб 31,5А > 10А

Высоковольтный колонковый элегазовый выключатель

Температуру нагрева контактной площадки можно определить по обращенной формуле Кукекова: , (5.9) где Tк - максимально допустимая температура нагрева контакта при протекании по нему тока короткого замыкания...

Динамические процессы и устойчивость судовых электроэнергетических систем

На термическую стойкость кабели проверяются по условию q?qmin, где q - выборное сечение проводника. qmin - кvВк (для принятых в проекте марок КНР согласно приложению 21.ОСТ5.6181-81 принимаем к=7,3)...

Оценка правильности выбора числа и мощности генераторных агрегатов в судовой электрической сети

На термическую стойкость кабели проверяются по условию q?qmin, где q - выборное сечение проводника. qmin - кvВк (для принятых в проекте марок КНР согласно приложению 21. ОСТ5.6181-81 принимаем к=7,3)...

Стандартное сечение 150 мм2, выбранное для кабелей а и в по нагреву и по экономической плотности тока, следует проверить на термическую стойкость в режиме КЗ на сборных шинах источника питания 8 кА. где - импульс квадратичного тока КЗ...

Расчет трехагрегатной тяговой подстанции на 10кВ

Сводится к определению в материалах шин механического напряжения от действия электродинамических сил. Наибольшее механическое напряжение в материале жестких шин не должно превосходить 0,7 от временного сопротивления разрыву по Госстандарту...

Расчет трехагрегатной тяговой подстанции на 10кВ

Для обеспечения термической стойкости шин при КЗ необходимо, чтобы протекающий по ним ток не вызывал повышения температуры сверх максимально допустимой при кратковременном нагреве, которая составляет для медных шин 300єС....

Реконструкция системы электроснабжения жилого микрорайона города

Выбранные в нормальном режиме и проверенные по допустимой перегрузке в послеаварийном режиме кабели проверяются по условию (6.10) где SМИН - минимальное сечение по термической стойкости, мм2; SЭ - экономическое сечение...

Релейная защита и автоматизация управления системами электроснабжения

Условие электродинамической устойчивости ТТ ТЛК-35-50: , Подставляя численные значения, получим: Таким образом, трансформатор тока ТЛК-35-50 подходит по условию электродинамической устойчивости...

Система электроснабжения сельскохозяйственного района

Расчет производиться по формуле: , мм2, (6.13) где С - постоянная, принимающая значение для СИП - 3 С=; Та.ср - усредненное значение времени затухания свободных токов КЗ, Та.ср = 0,02 с; - время срабатывания выключателя, с, для ВВ/ТЕL - 10 с...

Электроснабжение агломерационной фабрики металлургического комбината

Определим минимальное сечение кабеля, по условиям термической стойкости, для точки К-2 мм2 где С - тепловая функция, для кабелей 6 кВ с алюминиевыми жилами и бумажной изоляцией С=85 А. с2/мм2. Определим минимальное сечение кабеля...

Электроснабжение жилого дома

Проверка термической стойкости кабеля основана на расчете теплового импульса - количества тепла...

Для проверки проводников на термическую стойкость при коротком замыкании пользуются понятием теплового импульса Bk, характеризующего количество теплоты...

Электроснабжение завода по производству полиолефинов

Пункт Sрасч, кВА n Марка Fприн, ммІ Bk, кА·ммІ qmin, ммІ Fкон, ммІ 1 2 3 4 5 6 7 8 ГПП-ТП 1 2157,48 2 N2XSEY 3Ч50 8,74 21,117 3Ч50 ГПП-ТП 6 1028,92 2 N2XSEY 3Ч25 8,64 21,001 3Ч25 ГПП-ТП 7 448,98 2 N2XSEY 3Ч25 8,83 21,230 3Ч25 ГПП-АД1 1485,00 2 N2XSEY 3Ч25 8,80 21...

Электроснабжение механосборочного цеха

При прохождении тока к.з. по кабелю, в кабеле выделяется тепловой импульс. Количество теплоты зависит от времени действия защиты, времени действия тока к.з и величина тока короткого замыкания...

Токоограничивающие реакторы проверяются по условиям электродинамической и термической стойкости, должны выполняться следующие критерии проверки:
— электродинамическая стойкость: iдин * iуд, (3.7)
где iдин - электродинамической стойкости при (амплитудное значение) - см.табл.5.14, 5.15 ; для одинарных (не сдвоенных) реакторов при-водится только iдин, а для сдвоенных - амплитудное значение iдин и действующее значение Iдин тока электродинамической стойкости;

с учетом токоограничения, вычисляется по формулам (2.40) - (2.43);

— термическая стойкость:

Iтер 2·tтер * В, (3.8)

где Iтер - термической стойкости при - см.табл. 5.14, 5.15 ;
В - тепловой импульс тока с учетом токоограничения, вычисляется по формуле В = Iп0 * 2(tоткл + Таэ), (3.9)
где tоткл - время отключения резервной защитой; tоткл = 4 с;
Таэ - эквивалентная постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ; Таэ = 0,1 - 0,23 с.
Результаты проверки представлены в табл. 3.5 - 3.7. Проверка электродинамической и термической стойкости для реакторов в схеме рис.2.1

Указанные реакторы типа РБУ 10-1000-0,14У3 являются не секционными, а многогрупповыми, т.к. на секции за реактором нет источников подпитки токов КЗ, кроме электродвигателей.
Максимальный протекает через реактор при в точке К2. Соответствующие токи с учетом токоограничения Iпc0 = 13,1 кА и iуд.с = 36,2 рассчитаны в табл.2.6. По электродинамической стойкости реакторы проходят с большим запасом - табл.3.5.

В табл.2.8 рассчитан тепловой импульс при за реактором В = 86,8 кА2·с. Строго говоря, указанный тепловой импульс учитывает токи подпитки двигателей за реактором, которые реально при в точке К2 через реактор не протекают. Но, как показывает табл.3.5, даже с учетом завышения теплового импульса, термическая стойкость обеспечивается с большим запасом.Расчет для реактора СР.
Максимальный протекает через СР-1 при на секции С1. Соответствующий с учетом токоограничения рассчитаем через вычисленный в п.3.2.2 короткого замыкания Iп0вг1 = 99,9 кА:

х*(б) = 99,9 1,05 ·5,78 = 0,061; — из уравнения (2.31)

Iп0 = 0,061 0,167 1,05 + ·5,78 = 26,7 кА, — формула (2.31)

где хр1*(б) = 0,167 - сопротивление реактора СР.

куд = 1 + ехр(-0,01/0,1) = 1,905 — формула (2.43)

iуд = 2 ·1,905·26,7 = 71,9 кА — формула (2.42)

В = 71,92·(4 + 0,1) = 2923 кА2·с — формула (3.9)

Расчет для реактора Р .

Максимальный протекает через реактор Р при на секции 2Р.
Соответствующий подпитки от системы Iп0 = 15,2 кА рассчитан в п.3.2.3. Ударный коэффициент остается прежним:
iуд = 2 ·1,905·15,2 = 41,0 кА — формула (2.42)
В = 15,22·(4 + 0,1) = 947 кА2·с — формула (3.9)Расчет для реактора Ррез.
Максимальный протекает через реактор Ррез при непосредственно за резервным реактором. Расчет в этом случае полностью совпадает с расчетом для рабочего реактора Р.

Расчет для реактора РС .

Максимальный протекает через реактор РС при на групповых сборках 6,3 кВ. Соответствующий подпитки от системы Iп0 = 13,6 кА рассчитан в п.3.2.4.
iуд = 2 ·1,905·13,6 = 36,6 кА — формула (2.42)
В = 13,62·(4 + 0,1) = 758 кА2·с — формула (3.9)Из табл.3.6 следует, что определяющим фактором является проверка реакторов на электродинамическую стойкость. По термической стойкости проходят с большим запасом, т.к. в время протекания тока термической стойкости tтер = 8 с значительно превышает tоткл = 4 с в формуле (3.9).

Проверка электродинамической и термической стойкости для реакторов в схеме рис.3.2

Проверка шин на динамическую стойкость сводится к механическому расчету шинной конструкции при КЗ. Электродинамические силы, возникающие при КЗ, носят колебательный характер и имеют периодические составляющие с частотой 50 и 100 Гц. Эти силы приводят шины и изоляторы, представляющие собой динамическую систему, в колебательное движение. Деформация элементов конструкции и соответствующие напряжения в материале зависят от составляющих электродинамической силы и от собственной частоты элементов, приведенных в колебание.

Особенно большие напряжения возникают в условиях резонанса, когда собственные частоты системы шины - изоляторы оказываются близки к 50 и 100 Гц. В этом случае напряжения в материале шин и изоляторов могут два три раза превышать напряжения, рассчитанные по максимальной электродинамической силе при КЗ, вызванной ударным током КЗ. Если же собственные частоты системы меньше 30 или больше 200 Гц, то механического резонанса не возникает и проверка шин на электродинамическую стойкость производится в предположении, что шины и изоляторы являются статической системой с нагрузкой, равной максимальной электродинамической силе при КЗ.

В большинстве применяемых конструкций шин эти условия выполняются, и ПУЭ не требует проверки шин на электродинамическую стойкость с учетом механических колебаний.

В отдельных случаях, например при проектировании новых конструкций РУ с жесткими шинами, определяется частота собственных колебаний по следующим выражениям:

для алюминиевых шин:

для медных шин:

где l - пролет между изоляторами, м;

J - момент инерции поперечного сечения шины относительно оси, перпендикулярной направлению изгибающей силы, см 4 ;

S - площадь сечения шины, см 2 .

Изменяя длину пролета и форму сечения шин, добиваются того, чтобы механический резонанс был исключен, т.е. чтобы v 0 > 200 Гц. Если этого добиться не удается, то производится специальный расчет шин с учетом динамических усилий, возникающих при колебаниях шинной конструкции.

При расчетах шин как статической системы исходят из допущения, что шина каждой фазы является многопролетной балкой, свободно лежащей на жестких опорах, с равномерно распределенной нагрузкой. В этом случае изгибающий момент определяется выражением.

где f - сила, приходящаяся на единицу длины, Н/м.

В наиболее тяжелых условиях находится средняя фаза, которая принимается за расчетную; за расчетный вид КЗ принимается трехфазное. Максимальная сила, приходящаяся на единицу длины средней фазы при трехфазном КЗ, равна

где i у - ударный ток КЗ, А

а - расстояние между осями смежных фаз, м.

Напряжение (в мегапаскалях), возникающее в материале шины,


где W - момент сопротивления шины, м 3 .

Это напряжение должно быть меньше допустимого напряжения s доп (табл. 3.3) или равно ему.

Момент сопротивления зависит от формы сечения шин, их размеров и взаимного расположения (рис. 3.1, 3.2). Для шин короткого сечения момент сопротивления определяется по тем же каталогам, что и допустимый ток.

Таблица 3.3

Допустимые механические напряжения в материале шин

Выбранный пролет не должен превышать наибольшего допустимого значения l max , определяемого по выражению

В многополосных шинах, когда в пакет входят две или три полосы, возникают электродинамические усилия между фазами и между полосами внутри пакета. Усилия между полосами не должны приводить к их соприкосновению. Для придания пакету жесткости и предупреждения соприкосновения полос устанавливаются прокладки из материала шин (рис. 3.3).

Расстояние между прокладками l п выбирается таким образом, чтобы электродинамические силы при КЗ не вызывали соприкосновения полос:

где i 2 у - ударный ток трехфазного КЗ;

а п - расстояние между осями полос, см;

J п = hb 3 /12 - момент инерции полосы, см 4 ;


K ф - коэффициент формы шин (рис. 3.4), учитывающий влияние поперечных размеров проводника на силу взаимодействия.

Чтобы не произошло резкого увеличения усилий в полосах в результате механического резонанса, частота собственных колебаний системы должна быть больше 200 Гц.

Исходя из этого значение l п выбирается еще по одному условию:

где m п - масса полосы на единицу длины, кг/м.

В расчет принимается меньшее из двух полученных значений.

Полное напряжение в материале шины складывается из двух составляющих - s ф и s п. Напряжение от взаимодействия фаз s ф находится так же, как и для однополосных шин (W ф берется в соответствии с рис. 3.2). При определении напряжения от взаимодействия полос s п принимают следующее распределение тока между полосами: в двухполосных - по 0,5i у на полосу; в трехполосных - 0,4i у в крайних и 0,2i у в средней. При этом сила взаимодействия между полосами в двухполосных шинах и сила, действующая на крайние полосы в трехполосных шинах, составляют (в ньютонах на метр) соответственно

Полосы рассматривают как балку с защепленными концами и равномерно распределенной нагрузкой; максимальный изгибающий момент (в ньютон-метрах) и s п (в мегапаскалях) определяют по выражениям

Усилие f п при любом расположении многополюсных шин действует на широкую грань шины и момент сопротивления

Условие механической прочности шин имеет вид :

s расч = s ф + s п £ s доп.

Если это условие не соблюдается, то следует уменьшить s ф или s п, что можно сделать, уменьшив l ф или l п или увеличив а или W ф.

Решив уравнение для s п относительно l п, можно определить максимальное допустимое расстояние между прокладками

Окончательное значение l п принимают из конструктивных соображений (длина l п должна быть кратной l).

Механический расчет шин коробчатого сечения производят так же, как и двухполюсных шин.

При расчете s ф принимают следующее (табл. 3.4):

Если шины расположены в горизонтальной плоскости и швеллеры жестко соединены между собой приваренными накладками, то W расч = W y0-y0 ;

При отсутствии жесткого соединения W расч = 2W y-y ;

При расположении шин в вертикальной плоскости W расч = 2W x-x .

При определении силы взаимодействия между швеллерами, составляющими шину коробчатого сечения, принимают k ф = 1; расстояние между осями проводников берут равным размеру h, и тогда Расчетный момент сопротивления W п = W y-y .

В ряде конструкций РУ шины фаз расположены так, что сечения шин являются вершинами треугольника - равностороннего или прямоугольного (табл. 3.4). При расположении шин в вершинах равностороннего треугольника шины всех фаз находятся в одинаковых условиях и максимальная сила взаимодействия оказывается равной силе, действующей на фазу В при расположении шин в горизонтальной плоскости. Если шины расположены в вершинах прямоугольного треугольника, то определение возникающих усилий усложняются, так как фазы находятся в разных условиях. Определение s п или l п в коробчатых шинах производится в этом случае так же, как при расположении шин в горизонтальной или вертикальной плоскости.

Таблица 3.4

Формулы для расчета шин, расположенных в вершинах треугольника

Расположение шин s ф max , МПа Силы, действующие на изоляторы, Н

Примечание. В расчетных формулах i y - в амперах, l и а - в метрах, W - в кубических метрах; F Р - растягивающие, F И - изгибающие и F С - сжимающие силы.

От пролета l и удельной нагрузки на шины f зависит также механическая нагрузка на изоляторы. Поэтому выбор изоляторов производится одновременно с выбором шин. Жесткие шины крепятся на опорных и проходных изоляторах, которые выбираются из условий

U ном.уст £ U ном.из; F расч £ F доп,

где U ном.уст и U ном.из - номинальные напряжения установки и изоляторов;

F расч - сила, действующая на изолятор;

F доп - допустимая нагрузка на головку изолятора, равная 0,6F разр;

F разр - разрушающая нагрузка изолятора на изгиб, значение которой для изоляторов разных типов приведены ниже (в ньютонах):

ОФ-6-375, ОФ-10-375, ОФ-20-375, Оф-35-375 3 750

ОФ-6-750, ОФ-10-750, ОФ-20-750, ОФ-35-750 7 500

ОФ-10-1250 12 500

ОФ-10-2000, ОФ-20-2000 20 000

ОФ-20-3000 30 000

При расположении изоляторов всех фаз в горизонтальной или вертикальной плоскости расчетная сила опорных изоляторов определяется (в ньютонах) по выражению F расч = f ф l ф k h , где k h - поправочный коэффициент на высоту шины, если она установлена «на ребро», k h = H/H из (H = H из + b + h/2).

При расположении шин в вершинах треугольника F расч = k h F и (табл. 3.4).

Для проходных изоляторов F расч = 0,5f ф l ф. Эти изоляторы выбираются также по допустимому току: I max £ I ном.