Проверка шин на электродинамическую стойкость.

В большинстве конструкций шин механического резонанса не возникает. Поэтому ПУЭ не требуют их проверки на электродинамическую стойкость с учетом механических колебаний.

Механический расчет однополосных шин.

Наибольшее удельное усилие при трехфазном КЗ, определяется, Н/м:

Так как расстояние между фазами значительно больше периметра шин а>>2(b + h), то коэффициент формы k_ф = 1.

Наибольшие электродинамические усилия возникают при трехфазном повреждении, поэтому в дальнейших расчетах учитывается ударный ток трехфазного КЗ. Индексы (3) для упрощения опускаются.

Равномерно распределенная сила f создает изгибающий момент, (шина рассматривается как многопролетная балка, свободно лежащая на опорах), Н•м:

где l — длина пролета между опорными изоляторами шинной конструк­ции, м.

Напряжение в материале шины, возникающее при воздействии изги­бающего момента, МПа:

где W— момент сопротивления шины относительно оси, перпендикуляр­ной действию усилия, см³ [1].

Шины механически прочны, если

где - допустимое механическое напряжение в материале шин.

Согласно ПУЭ < 0,7 .

Выбор изоляторов

В распределительных устройствах шины крепятся на опорных, проходных и подвесных изоляторах. Жесткие шины крепятся на опорных изоляторах, выбор которых производится по следующим усло­виям:

· по номинальномунапряжению

· по допустимой нагрузке

где F_расч - сила, действующая на изолятор; F_доп - допустимая нагрузка на головку изолятора:

F_доп=0.6F_разр;

F_разр - разрушающая нагрузка на изгиб.

При горизонтальном или вертикальном расположении изоляторов всех фаз расчетная сила, Н:

Рис. 2. К определению расчетной нагрузки на изолятор

При горизонтальном или вертикальном расположении изоляторов всех фаз расчетная сила, Н:

где k_h - поправочный коэффициент на высоту шины, если она расположена на ребро (рис 2):

где H_из - высота изолятора.

При расположении шин в вершинах треугольника F_расч=k_hF_и

Проходные изоляторы выбираются:

· по напряжению

· по номинальному току

· по допустимой нагрузке

Для проходных изоляторов расчетная сила, Н:

Пример 2.

Задание. Выбрать ошиновку в цепи генератора ТВФ-бЗ и сборные шины 10.5 кВ, к которым присоединен генератор на ТЭЦ с двумя генераторами по 63 МВт и связью с системой по линиям 110 кВ. Принять Т_max= 6000 ч, среднемесяч­ную температуру наиболее жаркого месяца +30°С. Значения токов КЗ приведены в табл. 1.

Таблица 1 – Значения токов КЗ

Источник	кА	кА	кА	кА
G1	28,3	20,4	78,4	27,93
G2+система	30,2	26,7		14,8
Итого на сборных шинах 10.5 кВ	58,5	42,1	161,4	42,73

Решение. Согласно ПУЭ сборные шины и ошиновка в пределах распре­делительных устройств по экономической плотности тока не выбираются, поэтому выбор производится по допустимому току.

Наибольший ток в цепи генераторов и сборных шин, А:

Принимаем шины коробчатого сечения алюминиевые 2 (125 55 6.5)мм² (см.[1]), I_{доп.ном} ⁼ 4640 А. С учетом поправочного коэффициента на темпе­ратуру 0,94 I_доп = 4640 0,94 = 4361 А, что меньше наибольшего тока, поэтому выбираем шины 2(150 65 7) мм² сечением 2 1785 мм², I_доп = 5650 0,94 = =5311 А > I_max = 4558 А.