Динамическое действие токов короткого замыкания

Токоведущие части любой электроустановки или отдельных аппаратов взаимодействуют между собой. Если в нормальных режимах работы электродинамические усилия незначительны, то в режиме короткого замыкания, когда токи возрастают в десятки раз, динамические усилия могут вызвать механическое повреждение в шинных конструкциях и аппаратах.

Электродинамическая сила взаимодействия между двумя параллельными проводниками

,

где i₁,i₂- мгновенные значения токов, А; - длина проводников, м; a - расстояние между осями проводников, (м); - коэффициент формы.

Коэффициент формы зависит от формы сечения проводников и их взаимного расположения. Для проводников круглого и трубчатого сечения можно считать ток сосредоточенным в их геометрической оси и . Для шин прямоугольного сечения может быть принят равным единице, если сечение мало, по сравнению с расстоянием между проводниками. При расчете ЭДУ между проводниками (шинами) разных фаз можно считать . Если расстояние между шинами прямоугольного или коробчатого сечений мало (например, если фаза состоит из нескольких полос), коэффициент формы определяется по экспериментальным кривым (рис. 33).

Если расстояние в свету между шинами ( ) больше периметра , то .

Рис. 33. Определение коэффициента формы для шин прямоугольного сечения

В сетях трехфазного тока ЭДУ изменяются во времени по величине и направлению. При токе двухфазного к.з

,

где - ударный ток двухфазного к.з., кА.

При токе трехфазного к.з. в наиболее тяжелых условиях находится средняя фаза. На нее действует сила

.

Для предотвращения механических повреждений от воздействия ЭДУ при к.з. в сети все элементы электроустановок должны обладать достаточной электродинамической стойкостью.

Под электродинамической стойкостью понимают способность аппаратов или проводников выдерживать механические усилия при протекании токов к.з. без деформаций, препятствующих их дальнейшей эксплуатации.

Для аппаратов электродинамическая стойкость задается мгновенным значением тока электродинамической стойкости . Электродинамическая стойкость обеспечивается, если

.

Для жестких шин рассчитывается механическое напряжение в материале шин при к.з. Критерием стойкости является условие

.

На электродинамическую стойкость не проверяются аппараты и проводники:

· защищенные предохранителями;

· цепей ТН в отдельной камере;

· гибкие шины.