Выбор жёстких шин для ЗРУ 10 кВ

Выбор сечения жёстких шин производят по допустимому току по (2.28).

Принимаем алюминиевые однополосные шины 60x6 мм, с шириной полосы h=60мм, и толщиной шины b=6мм, сечением 360 мм².

I_{раб. макс} = 808 A ≤ I_дл.доп = 870 A.

где I_{раб. макс} = I_р.ф. = 0,808 A.

 

Осуществим проверку шин.

Проверка на термическую стойкость при КЗ. Проверка производится по сравнению выбранного сечения, с минимально допустимым сечением для термической стойкости.

q_мин = В_к / С,                                                 (2.31)

 

где С - коэффициент, принимаемый по табл. 3.12 [4];

В_к = 15,382 кA²·с - расчетный тепловой импульс от протекания полного тока трехфазного КЗ на шинах (рассчитывался при проверке Q).

q_мин = 15,382·10⁶ / 88 ≤ 360 мм²

 

Таким образом, выбранные шины термически устойчивы.

Проверка проводов фаз шин ОРУ 110 кВ на схлестывание. Т.к. в нашем примере ток трехфазного КЗ на шинах менее 20 кА [4, с.233-235], I'' = 4,764 кА, то проверка на схлестывание не производится.

Проверка шин на механическую прочность. Наибольшее удельное Усилие при трёхфазном к.з. шин, Н/м, определяется по формуле:

f = 3·10^-7· к_ф · i_у² / а                                       (2.32)

 

где к_ф - коэффициент формы, к_ф =1;

а - расстояние между фазами, а=1,5м.

f = 3·10^-7· 1 · 19,886² / 1,5 = 45,66 Н/м.

 

Изгибающий момент определяется по формуле:

M = f · l² / 10,                                (2.33)

 

где l - длина пролёта, т.е. расстояние между опорными изоляторами, l = 2м.

Напряжение в материале шины, возникающее при воздействии изгибающего момента:

σ_расч = М / W,                                     (2.34)

 

где W - момент сопротивления шины относительно оси, перпендикулярной действию усилия, определяемый по формуле:

W = b·h² / 6,                                                  (2.35)

W = 6·60² / 6 = 0,6 см,

σ_расч = 18,26 / 0,6 = 30,4 МПа.

 

Для алюминиевых шин допустимое механическое напряжение σ_доп = 70МПа.

Как видно из сравнения, σ_расч < σ_доп , значит шины механически прочны.

Выбор изоляторов

Жёсткие шины крепятся на опорных изоляторах, выбор которых производится по следующим условиям:

- по номинальному напряжению установки:

U_ном ≥ U_уст = 10 кВ;                                     (2.36)

 

- по номинальному току:

F_расч ≤ F_доп                                           (2.37)

 

где F_расч - сила, действующая на изолятор;

F_доп - допустимая нагрузка на головку изолятора,

F_доп = 0,6·F_разр

где F_разр - разрушающая нагрузка при действии на изгиб (табл. ГО-4 [4]).

F_расч = 3 · (i_у² / а)·l·k_h·10-7 = f l k_h,               (2.37)

 

где k_h - поправочный коэффициент на высоту шины, если она расположена «на ребро».

k_h = (H_из + b/2) / Н_из,                                            (2.38)

k_h = (120 + 6/2) / 120 = 1,025,

F_расч = 45,66·2·1,025 = 93,6 Н.

 

Таким образом, принимаем к установке изоляторы типа ИО-10-3,75 УЗ со следующими параметрами:

Номинальное напряжение U_н                                                             10 кВ

Наибольшее рабочее напряжение U_мах                                    12 кВ

Напряжение испытательное грозового импульса                  80 кВ

Минимальная разрушающая сила на изгиб F_разр                   3,75кН

Высота изолятора Н_из                                                               120 мм