Электродинамическое действие токов КЗ

При коротком замыкании по токоведущим частям проходят токи переходного режима, вызывая сложные усилия в шинных конструкциях и аппаратах электрических установок. Эти усилия изменяются во времени по назначению, направлению и имеют колебательный характер. Расчет электродинамических усилий с учетом колебательных процессов в шинных конструкциях. Согласно требованиям ПУЭ усилия действующие на жесткие шины и поддерживающие их изоляторы, следует рассчитать по ударному току трехфазного КЗ с учетом сдвига между токами в фазах и без учета механических колебаний в шиной конструкции. Пользуясь известным законом Био-Савара о взаимодействии проводников с током, можно определить максимальное усилие на шинную конструкцию

где l -расстояние между изоляторами шиной конструкции, м; а – расстояние между фазами, м; i_y – ударный ток при трехфазном КЗ, А.

электродинамическая сила F⁽³⁾ создает изгибающий момент, который можно определить если рассматривать шину как равномерно нагруженную балку:

напряжение в материале шин от изгиба, МПа

где W- момент сопротивления сечения, зависящий от формулы и расположения шин, см³

при горизонтальном креплении изоляторов и расположении шин плашмя

при расположении шин на ребро

где b и h – размеры поперечного сечения шин, см

полученное расчетное напряжение в материале шин не должно превышать допустимые значения:

для меди марки МГТ σ_доп=140 МПа;

для алюминия марки АД31Т σ_доп=75 МПа

электродинамические усилия в токоведущих частях выключателей разъединителей и других аппаратов трудно поддаются расчету, поэтому заводы –изготовители указывают предельный сквозной ток КЗ который не должен быть меньше найденного в расчете ударного тока при трехфазном КЗ. Таким образом проверка аппаратов по электродинамической стойкости производится по условию

i_{пр, скв} (i_дин)>i_y