Выбор шинных конструкций

Форма и сечение шин стандартизированы. Поэтому выбор шин состоит в подборе наиболее подходящих шин по форме и сечению (S).

Сечение сборных шины и ошиновок РУ всех напряжений выбирается по нагреву при протекании длительного максимального тока нагрузки (в ремонтном или послеаварийном режиме):

,

где - допустимый ток выбранного стандартного сечения шин с учетом поправок на расположение шин и температуру воздуха , если последняя отлична от номинальной

,

где - допустимый ток при номинальной температуре окружающего воздуха; - допустимая температура проводника в длительном режиме.

Далее выбранные шины проверяются на термическую и динамическую стойкость к току короткого замыкания, а шины РУ напряжений 110 кВ и выше дополнительно проверяются по условию коронирования. Так как в РУ 110 кВ, как правило, применяют гибкие шины (провода), их проверка по условию коронирования осуществляется по минимально допустимому сечению для заданного напряжения :

.

На термическуюстойкость к токам короткого замыкания проверяют жесткие и гибкие шины закрытыхраспределительных устройств. Условие термической стойкости

или ,

где - температура нагрева проводника током короткого замыкания; - допустимая температура нагрева током короткого замыкания; - минимальное сечение проводника по условию термической стойкости.

На динамическую стойкость к токам короткого замыкания проверяют жесткие шины. Условия динамической стойкости

где - расчетное механическое напряжение в материале шины; - допустимое напряжение в материале шины; М - изгибающий момент; W - момент сопротивления шины относительно оси, перпендикулярной действию изгибающего усилия.

Изгибающий момент

где l - длина пролета между опорными изоляторами; f - электродинамическое усилие, равномерно распределенное по длине пролета f=F/l.

Момент сопротивления поперечного сечения шины определяется ее геометрическими размерами по формулам, приведенным в [3].

Принципы определения электродинамических усилий (F) между параллельными проводниками были рассмотрены ранее в п. 6.

Механический расчет производится без учета механических колебаний шин при резонансе. Шины обычно выполняются таким образом, чтобы частота их собственных колебаний превышала 200 Гц , что гарантирует отсутствие резонанса. Из этого условия выбирают длину пролета, используя формулу

,

где l - длина пролета, м; S - сечение, см²; J - момент инерции поперечного сечения шины относительно оси, перпендикулярной направлению изгибающей усилия, см⁴.

Гибкие шины проверяют на электродинамическое действие токов короткого замыкания, если 20 кА или ³50 кА. Динамическое взаимодействие гибких шин при таких токах может привести к “схлестыванию” проводов. Условием проверки является

,

где - расстояние между фазами при сближении проводов в момент короткого замыкания; - допустимое расстояние между фазами по условию пробоя изоляции.