ГЛАВА ТРЕТЬЯ

РАСЧЁТ ТОКОВЕДУЩЕГО КОНТУРА

3.1. РАСЧЁТ ТОКОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

В качестве исходных параметров для расчёта токовых характеристик ВГБ-35 взяты номинальный ток выключателя Iном = 630 А и номинальный ток отключения Iном.о = 12,5 кА. Расчёту подлежат:

1. Ток отключения

Допустимое значение апериодической составляющей в токе, %, характеризуется коэффициентом bном, который определяется по кривой {9, стр. 43, рис. 2.2} для времени, равного собственному времени отключения tсоб.о = 0,04 + 0,005 выключателя (см. таблицу 1.6) с добавлением 0,01 с (время защиты). Т. о. bном = 30 %. Ток отключения Iо = Iном.о.Ö1+2.bном2=12,5.Ö1+2.0,302=13,578 кА.

2. Эффективное значение тока КЗ за один период промышленной частоты

Iэфф (1) = m.Iном.о = 1,5.12,5 = 18,75 кА.

3. Ударный ток короткого замыкания

iуд = kа.m.Iном.о = (Ö2.Iп + Iа)/(ÖIп2 + Iа2).Iэфф (1) = 1,73.1,5.12,5 = 2,55.12,5= 31,875 кА.

4. Ток термической стойкости

Подробный расчёт для основных токоведущих элементов выключателя ВГБ-35 рассматривается ниже в п. 3.2.

5. Ток электродинамической стойкости

По ГОСТ 687-78 для высоковольтных выключателей между током электродинамической стойкости Iдин и током Iном.о обязательно соотношение

Iдин ³ 1,8.Ö2.Iном.о, т. е. Iдин ³ 2,546.12,5 Þ Iдин ³ 31,820 кА {7, стр. 15, ф. (1-1)}.

(Заявленное значение в {3}, см. таблицу 1.6 - 35 кВ).

6. Ток включения

Для наибольшего гарантированного изготовителем значения тока КЗ, которое выключатель может включить без повреждений обязательно соотношение

iвкл > 2,55.Iном.о, т. е. iвкл >2,55.12,5 Þ iвкл > 31,875 кА.

3.2. ПРОВЕРКА ТОКОВЕДУЩЕЙ СИСТЕМЫ

ПО ТОКУ ТЕРМИЧЕСКОЙ СТОЙКОСТИ

Проверка выполняется по формуле Iт = Ö(Ак - Ан).S2/tт, где Ак и Ан - параметры конкретного материала, определяемые графическим путём {6, стр. 202, рис. 5-5} и зависящие от начальной Jн и конечной Jк температуры токоведущего элемента (ТЭ), А.с/м2; S - площадь поперечного сечения ТЭ, м2; tт - допустимая длительность тока КЗ, с; Iт - действующее значение тока КЗ, А. Расчёту подлежат:

1. Медный ТЭ проходного изолятора с параметрами Jн= 90°С {ГОСТ 8024-84}, Jк = 250°С Þ Ан = 1,65.1016 А.с/м2, Ак = 3,7.1016 А.с/м2 {6, стр. 202, рис. 5-5}; S = 4,909.10-4 м2 {3}; tт = 3 с {3; таблица 1.6}, для которого Iт = Ö(3,7.1016 - - 1,65.1016).(4,909.10-4)2/3=40,580 кА. (Заявленное значение 12,5 кА, см. п. 1.6; {3 }).

2. Алюминиевый ТЭ, соединяющий проходной изолятор с неподвижным контактом и имеющий следующие параметры Jн = 120°С {ГОСТ 8024-84}, Jк = 200°С Þ Ан = 0,8.1016 А.с/м2, Ак = 1,45.1016 А.с/м2 {6, стр. 202, рис. 5-5}; S = 2,75.10-4 м2 {3}; tт = 3 с {3; таблица 1.6}, для которого Iт = Ö(1,45.1016 - - 0,8.1016).(2,75.10-4)2/3 = 12,801 кА. (Заявленное значение 12,5 кА, см. п. 1.6; {3 }).

1. Медный ТЭ подвижного контакта с параметрами Jн = 105°С {ГОСТ 8024-84}, Jк = 250°С Þ Ан= 1,77.1016 А.с/м2, Ак= 3,7.1016 А.с/м2 {6, стр. 202, рис. 5-5}; S = 4,909.10-4 м2 {3}; tт = 3 с {3; таблица 1.6}, для которого Iт = Ö(3,7.1016 - - 1,77.1016).(4,909.10-4)2/3=39,374 кА. (Заявленное значение 12,5 кА, см. п. 1.6; {3 }).

3.3. ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЕ УСИЛИЯ В ТОКОВЕДУЩЕЙ СИСТЕМЕ

В аварийных режимах по ТЭ аппарата протекают большие токи, которые вызывают значительные механические усилия между ТЭ одного полюса аппарата, причём эти усилия могут быть ещё большими вследствие влияния других полюсов (см. рис. 3.3.1; рис. 3.3.2). Произведём расчёт ЭДУ для системы подвижных контактов 4, расположенных на траверсе 8 (см. рис. 1.8.2, а; б).