- для двухфазного КЗ

- для трехфазного КЗ

где _{и - начальные действующие значения периодической составляющей токов соответственно двух- и трехфазного КЗ, А.}

1.3. При относительной продолжительности КЗ t > 0,6 энергию, накопленную проводником (DW_к ) в джоулях, следует определять в зависимости от вида КЗ:

- при двухфазном КЗ

_;

- при трехфазном КЗ

где h - максимальная высота подъема центра масс провода во время КЗ, определяемая из соотношения h/a, м.

Параметры h/a для случаев двух- и трехфазного КЗ следует определять по кривым, приведенным соответственно на рисунках 25 и 26.

Характеристики _{при двухфазном КЗ}

Рисунок 23

Характеристики _{при трехфазном КЗ}

Рисунок 24

Характеристики _{при двухфазном КЗ}

Рисунок 25

Характеристики - при трехфазном КЗ

Рисунок 26

2 Методика расчета гибких токопроводов с учетом конструктивных элементов электроустановок

Допустимое сближение фаз оценивают по следующему условию

_,

где у - максимальное отклонение провода, м;

а - расстояние между токопроводами соседних фаз, м;

r_р- радиус расщепления фазы, м;

a_{minдоп -} наименьшее допустимое расстояние между фазами, м.

Максимальное отклонение провода при двухфазном КЗ определяют по выражению

_,

где f_o- стрела провеса провода, м;

H - высота расположения провода относительно точки подвеса в момент его максимального отклонения, м, которая равна

_,

где а - угол отклонения провода фазы к моменту отключения КЗ, рад;

n - скорость движения центра масс провода к моменту отключения КЗ, м/с.

Угол а определяют по формуле

_,

где t_к- расчетная продолжительность КЗ, с.

Скорость n определяют по формуле

_,

где I_по - начальное действующее значение периодической составляющей тока КЗ, кА;

Т_а- постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ, с;

q - приведенная нагрузка на фазу, Н/м, которая равна q - рК, где р - погонный вес фазы, Н/м;

К - коэффициент нагрузки, учитывающий влияние натяжных гирлянд изоляторов и спусков. Например, для пролета воздушной линии К = 1, для пролета наружной электроустановки с двумя натяжными гирляндами

_,

где

_.

Если H<0, то принимать H=0

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

(рекомендуемое)

Таблица 10 - Расчетные выражения для определения коэффициента

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

(рекомендуемое)

Методика проверки токопроводов на электродинамическую стойкость при повторном включении на КЗ

Наибольшее напряжение в материале шин и максимальную нагрузку на изоляторы при повторном включении на КЗ определяют по формулам:

_;

_,

где s₁(Z) и F_1max- наибольшее напряжение и нагрузка при первом КЗ;

Q - коэффициент превышения напряжения и нагрузки при повторном КЗ.

Коэффициент превышения Q определяют по кривым рисунка 27а в зависимости от декремента затухания d. Номер расчетной кривой на рисунке 27а определяют в зависимости от продолжительности бестоковой паузы t_б.п и частоты собственных колебаний шины f₁, используя рисунок 27б. Если точка с координатами t_б.п и f₁ лежит в зоне, ограниченной осями координат и кривой I, то коэффициент Q определяют по кривой 1 рисунок 27а. Если эта точка лежит в зоне, ограниченной кривыми I и II, то Q определяют по кривой 2 и т.д. Следует отметить, что расчетные коэффициенты Q получены при наиболее неблагоприятных условиях коммутаций, которые приводят при первом КЗ, в бестоковую паузу и повторном включении на КЗ к наибольшим напряжениям в материале шин и нагрузкам на изоляторы и таким образом обеспечивают оценку электродинамической стойкости ошиновки.

К определению коэффициента превышения Q в зависимости от d, t_б.п, f₁

Рисунок 27

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

(рекомендуемое)

Примеры расчета электродинамической стойкости шинных конструкций

Пример 1. Проверить электродинамическую стойкость трехфазной шинной конструкции, изоляторы которой обладают высокой жесткостью, при действии тока КЗ _{= 155 rА.}

Шины выполнены из алюминиевого сплава марки АД31T1, имеют прямоугольное сечение (60 ´ 6) мм², четыре пролета, расположены в одной плоскости и их параметры:

l = 1,2 м; а= 0,6 м; т = 0,972 кг/м;

Е = 7 10¹⁰ Па; s_доп = 137,2 МПа.

Согласно таблице 4

_;

_.

Частота собственных колебаний

_,

где r₁ = 4,73 соответствует расчетной схеме 5, таблицы 2.

В соответствии с рисунком 5 коэффициент динамической нагрузки равен h = 1,1. Максимальное напряжение в шинах, определяемое по формуле (15), равно

_,

где _{определено по формуле (2), коэффициент l - из таблицы 2.}

Поскольку s_max = 254 МПа > s_доп= 137,2 МПа, то шины не удовлетворяют условию электродинамической стойкости. Для снижения максимального напряжения в материале шин необходимо уменьшить длину пролета. Наибольшая допустимая длина пролета

Примем длину пролета l = 0,8 м.

В этом случае f₁ =491 Гц; h = 1,04 и

_.

Максимальную нагрузку на изолятор определяем по формуле (2):

Выбираем изоляторы типа ИОР-10-16,00 УХЛЗ. Они удовлетворяют условию электродинамической стойкости (29), так как

Таким образом, шинная конструкция при уменьшении длины пролета до 0,8 м отвечает требованиям электродинамической стойкости.

Пример 2. Проверить электродинамическую стойкость трехфазной шинной конструкции в цепи генератора, шины которой состоят из двух элементов корытного профиля при _{= 120 кА.}

Алюминиевые шины (марки АДО) сечением _{расположены в горизонтальной плоскости и имеют следующие параметры: l = 2 м; а = 0,75 м; mэл = 9,27 кг/м; Е = Па; sдоп = 41 МПа; aэл = 0,2 м; lэл = 1 м; ; ; ; .}

Частоты собственных колебаний шины и элемента шины, определяемые по формулам (22) и (24), равны

_;

_.

Для полученных значений f₁ и f_1эл, h и h_эл равны 1,0 (рисунок 5).

Максимальные напряжения в материале шин, которые обусловлены взаимодействием токов разных фаз и токов элементов одной фазы в соответствии с формулами (15) и (22) равны

_;

_.

Суммарное напряжение в материале шины

_.

Шины удовлетворяют условию электродинамической стойкости, так как

_.

Максимальная нагрузка на изолятор, определяемая по формуле (2), равна

_.

Выбираем изолятор типа ИО-10-20,00 УЗ.

Разрушающая нагрузка для этого изолятора составляет F_разр = 20000 Н, высота H_из = 34 мм. Изолятор имеет внутреннее крепление арматуры (рисунок 3а), поэтому h_ц = а_эл/2 = 0,1 м. Согласно (8) допустимая нагрузка при изгибе изолятора равна

_.

Расчетная максимальная нагрузка на изоляторы не превышает допустимую

_,

поэтому изолятор типа ИО-10-20,00 УЗ удовлетворяет условиям электродинамической стойкости.

Пример 3. Проверить электродинамическую стойкость шинной конструкции наружной электроустановки напряжением 110 кВ при i_уд= 50 кА. Трубчатые шины квадратного сечения выполнены из алюминиевого сплава АД31Т и расположены в одной плоскости. Высота шины Н = 125 мм, толщина t = 8 мм, погонная масса т = 8,96 кг/м. Длина пролета l = 5,0 м; расстояние между фазами а = 1,0 м. Допустимое напряжение в материале шины s_доп = 89 МПа, модуль упругости E = _{Па. Изоляторы типа ИОС-110-600 имеют высоту Hиз = 1100 мм, расстояние от головки изолятора до центра тяжести шины hц = 80 мм, высоту арматуры нижнего фланца изолятора Hарм = 100 мм.}

Жесткость изолятора С_из = 1100 кН/м, частота собственных колебаний f_из= 28 Гц.

Момент инерции и момент сопротивления шины в соответствии с формулами таблицы 4 составляют

_;

_;

где h = H - 2t = 12,5 - 1,6 = 10,9 см.

Допустимая нагрузка на изолятор

_,

где H = H_из - H_арм = 1100 - 100 = 1000 мм.

Значения жесткости и частоты колебаний опоры допустимо принять равными жесткости и частоте колебаний изолятора, так как изоляторы шинной конструкции установлены на весьма жестком основании.

Приведенная масса в соответствии с формулой (28) равна

Необходимые для определения параметра основной частоты величины соответственно равны

По кривым рисунка 6 параметры частоты r₁ = 3,3, поэтому

_.

По кривой рисунка 5 h = 0,90.

Максимальное напряжение в материале шины и нагрузка на изоляторы в соответствии с (15) и (2) составляют

_;

_{, т.е.}

_и

Шинная конструкция удовлетворяет условиям электродинамической стойкости.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1 РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Подкомитетом ПК-2 технического комитета ТК 117

2 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 08.09.92 № 1141

Постановлением Госстандарта России от 12 марта 1996 г. № 164 ГОСТ 30323-95 введен в действие в качестве государственного стандарта Российской Федерации с момента принятия указанного постановления и признан имеющим одинаковую силу с ГОСТ Р 50254-92 на территории Российской Федерации в связи с полной аутентичностью их содержания

3 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

СОДЕРЖАНИЕ