11)Условия работы проводников и аппаратов при длительном протекании тока нагрузки.

Ответ: Электрические аппараты состоят из разнородных элементов, различающихся количеством выделяемого тепла и условиями теплоотдачи. Тепловой расчет возможен в лучшем случае для отдельных элементов. При конструировании аппаратов заводы широко используют предыдущий опыт изготовления аналогичных конструкций и подвергают опытный образец тепловому испытанию в продолжительном режиме при температуре воздуха, близкой к нормированной. При этом измеряют температуры наиболее нагретых частей аппарата и строят кривую зависимости превышения температуры частей от рабочего тока в установившемся тепловом состоянии. Если в процессе испытаний окажется, что температуры в отдельных точках превышают допускаемые, завод вносит соответствующие изменения в конструкцию аппарата. На основании тепловых испытаний завод-изготовитель указывает для аппарата рассматриваемого типа значение номинального (продолжительного) тока в качестве параметра, определяющего возможность использования аппарата в той или иной ветви системы с максимальным рабочим током, не превышающим номинальный ток. В целях однообразия для аппаратов установлен ряд (нормальная шкала) номинальных токов до 250 000 А. В зависимости от вида и назначения аппарата, а также требований, предъявляемых энергосистемами, аппаратные заводы строят аппараты с номинальными токами в определенных пределах нормальной шкалы. Так, например, силовые выключатели строят с номинальными токами от 630 до 20 000 А, токоограничивающие реакторы - с номинальными токами от 160 до 4000 А и т. д. Как указано выше, при нормировании аппаратов в качестве номинальной температуры воздуха принята температура +35°С. При номинальном токе и температуре воздуха ниже номинальной температура частей аппарата не достигает нормированной, а при температуре воздуха, превышающей +35°С, может превысить нормированную. Следовательно, в первом случае рабочий ток можно увеличить против номинального, не опасаясь превышения нормированной температуры. Во втором случае рабочий ток должен быть снижен, чтобы не превысить нормированную температуру. Для определения продолжительного тока аппаратов при температуре воздуха, отличной от номинальной, можно воспользоваться приближенным равенством. При температуре воздуха ниже номинальной (+35° С) рабочий ток при любых условиях согласно указанию аппаратных заводов не должен превосходить 130 % номинального.

12)Термическая стойкость проводников и аппаратов. Динамическая стойкость токоведущих частей и шин.

Ответ: Кабели и шины выбирают по номинальным параметрам (току и напряжению) и проверяют на термическую и динамическую стойкость при КЗ. Поскольку процесс КЗ кратковременный, то можно считать, что все тепло, выделяемое в проводнике кабеля, идет на его нагрев. Температура нагрева кабеля определяется его удельным сопротивлени­ем, теплоемкостью, рабочей температурой. Температура нагрева кабе­ля в нормальном рабочем режиме где t_о - температура окружающей среды (почвы); t_ДОП - допустимая температура при нормальном режиме, принимаемая равной 60 °С; I_ДОП — допустимый ток для выбранного сечения. Максимально допустимые кратковременные превышения темпера­туры при КЗ для силовых кабелей принимаются: с бумажной пропи­танной изоляцией до 10 кВ с медными и алюминиевыми жилами — 200 °С; то же на напряжении 20—35 кВ с медными жилами — 175 °С. Проверка сечения кабеля на термическую стойкость к токам КЗ проводится по выражению где В_к — тепловой импульс; С = А_КОН - А_нач - коэффициент, соответ­ствующий разности выделенного тепла в проводнике после короткого замыкания и до него. Для кабелей напряжением 6—10 кВ с бумажной изоляцией и медными жилами С = 141, с алюминиевыми жилами С = 85; для кабелей с поливинилхлоридной или резиновой изоляцией с медными жилами С = 123, с алюминиевыми жилами С = 15. Приведенное время t_п , соответствующее сумме приведенного вре­мени для периодической и апериодической слагаемых тока, может определяться по кривым, связывающим действительное время отклю­чения t_Д = t_откл токоведущих частей и b" = I"/I_¥ — отношение началь­ного сверхпереходного тока к установившемуся току в месте КЗ. Учи­тывая особенности сетей электроснабжения 6УР—4УР, заключающиеся в возможности принять I" = I_¥, b" = 1, считают t_д = t_п = t_откл. При КЗ по токоведущим частям проходят токи переходного режима, вызывая сложные динамические усилия в шинных конструкциях и ап­паратах электрических установок. Усилия, действующие на жесткие шины и изоляторы, рассчитываются по наибольшему мгновенному зна­чению тока трехфазного КЗ i_y. При этом определяется максимальное усилие F на шинную конструкцию без учета механических колебаний, но с учетом расстояния l между изоляторами шинной конструкции и расстояния между фазами а . Наибольшее электродинамическое усилие на единицу длины, кг/см, где а — расстояние между проводами, см. Изгибающий момент (при числе пролетов больше двух), кг • см, где l — расстояние между опорными изоляторами, см. Сила, действующая на опорный изолятор, кг. Допускаемые нагрузки на опорные изоляторы: типа ОА — 225 кг; типа ОБ - 450 кг. Напряженге, возникающее в металле, кг/см² где W — момент сопротивления, см³. Для шин, установленных на ребро, момент, см³, где b, h — размеры шины. Для шин, установленных плашмя, момент, см³ (b — меньший раз­мер) Допускаемые напряжения, кг/ см²: для меди МТ — 1400, для алюми­ния AT - 700, для алюминия АТТ - 900, для стали - 1600. В многополосных шинах кроме усилия между фазами возникает усилие между полосами, расчет в этом случае усложняется. Электродинамические усилия в токоведущих частях выключате­лей, разъединителей и других аппаратов сложны и трудно поддаются расчету, поэтому заводы-изготовители указывают допустимый через аппарат предельный сквозной ток КЗ (амплитудное значение) I_{ном.дин} , который не должен быть меньше найденного в расчете ударного тока i_y при трехфазном КЗ .