Лектродинамическое действие токов короткого замыкания

Прохождение токов в проводниках приводит к возникновению между ними электродинамических (механических) усилий. Одинаковое направление токов в параллельных проводниках вызывает их притяжение, противоположное – их отталкивание. В режиме нормальной нагрузки механические силы взаимодействия незначительны, но при К3 они могут достигать значений, опасных для электрических аппаратов и ошиновок, вызвать их деформацию и даже разрушение.

Из теоретической электротехники известно, что сила взаимодействия между двумя проводниками при прохождение по ним токов i₁ и i₂ определяется по формуле

где i₁ , i₂ — мгновенные значения токов в проводниках, А; l — длина проводников, м; а — расстояние между осями проводников, м; Кф — коэффициент формы, учитывающий форму сечения и взаимное рас­положение проводников (для круглых проводников сплошного сече­ния, кольцевого сечения, шин коробчатого сечения с высотой сече­ния 0,1 м и более принимается Кф= 1 .

Наибольшие механические усилия между проводниками воз­никают в режиме короткого замыкания в момент, когда ток КЗ достигает ударного значения.

Для предотвращения механических повреждений под действием усилий, возникающих в проводниках при протекании по ним токов КЗ, все элементы токоведущей конструкции должны обладать электродинамической стойкостью, т. е. должны выдерживать механические усилия, возникающие при протекании токов КЗ, бездеформаций, препятствующих их дальнейшей нормальной эксплуатации.

В зависимости от вида электрооборудования условия проверки его на электродинамическую стойкость различны. Например, за­воды-изготовители указывают гарантированный ток КЗ i_дин (или i_mах, или i_пр.скв) при котором обеспечивается электродинамичес­кая стойкость аппаратов (выключателей, разъединителей). При вы­боре их должно выполняться условие: i_уд< i_дин, кА.

Шинная конструкция обладает электродинамической стойко­стью, если выполняются условия:

где σ_mах, σ_доп — соответственно максимальное расчетное и допус­тимое напряжения в материале шин, МПа (см. табл. 4.2); F_max, F_доп — соответственно максимальная расчетная и допустимая ме­ханические нагрузки на изоляторы, Н (задается в каталогах).

В соответствии с ПУЭ проверка электродинамической стойко­сти гибких токопроводов на максимальное сближение и тяжение проводников при КЗ производится только при i _уд >50 кА .

Не проверяются на электродинамическую стой­кость аппараты и шины цепей трансформаторов напряжения при расположении их в отдельной камере; аппараты и провод­ники, защищенные предохранителями с плавкими вставками на ток до 60 А.