10.1 Проверка выбранного сечения на термическую стойкость

Термическое действие токов КЗ

Токи КЗ вызывают нагрев токоведущих частей, значительно превышающий нормальный. Чрезмерное повышение температуры может привести к повреждению изоляции, разрушению контактов и даже к их плавлению, несмотря на кратковременность процесса КЗ. После отключения поврежденного участка прохождение тока КЗ прекращается, токоведущие части охлаждаются.

При выборе токоведущих частей необходимо найти конечную температуру нагрева токами КЗ с учетом периодической и апериодической составляющих. Этот расчет достаточно трудоемкий, поэтому термическую стойкость обычно проверяют определением минимально допустимого сечения по условию допустимого нагрева при КЗ:

где — тепловой импульс тока КЗ, А² с; — постоянная затухания апериодической составляющей ( – результирующие индуктивное сопротивления схемы относительно точки КЗ; - угловая частота, ); — время отключения КЗ, с; — время действия основной защиты, с; — полное время отключения выключателя, с; —коэффициент, зависящий от допустимой температуры при КЗ и материала проводника. Его рекомендуемые значения приведены ниже:

шины медные ……………………170;

шины алюминиевые ……71—90;

кабели до 10 кВ с бумажной изоляцией и

алюминиевыми жилами ……..90;

кабели и провода с поливинилхлоридной

изоляцией, алюминиевыми жилами…..75;

то же с полиэтиленовой изоляцией……65;

Выбранные шины или кабель термически стойки, если их сечение больше

Проверка аппаратов на термическую стойкость производится по току термической стойкости , заданному заводом-изготовителем, и расчетному времени термической стойкости по каталогу . Аппарат термически стоек,

если

Кабель ААШв 3x10+1х6 мм² проходит по нагреву длительным током. Выбираем сечение жил кабеля по нагреву током КЗ. С этой целью определим тепловой импульс тока КЗ:

(39)

где — постоянная затухания апериодической составляющей, с; — время отключения КЗ, с;

² ∙ (0,6 + 0,01) = 0,5 кА²∙с

Минимальное сечение жил кабеля по термической стойкости составит:

(40)

где – коэффициент, зависящий от допустимой температуры при КЗ и

материала проводника. Его рекомендуемые значения приведены ниже:

кабели до 10 кВ с бумажной изоляцией и алюминиевыми жилами = 90;

кабели и провода с полиэтиленовой изоляцией, алюмин. жилами=65.

Ближайшим стандартным сечением для кабеля данной марки будет Fст = 10 мм².Таким образом, для присоединения трансформаторов подстанции выбираем кабель ААШв 3x10+1х6 мм².

Аналогично рассчитываем токи короткого замыкания для остальных линий, отходящих от ЗТП, проверяем их сечения на термическую стойкость и сводим расчетные данные в таблицу 6.

Остальные расчеты производим анолгично.

Таблица 22 – Расчет токов короткого замыкания и проверка сечений на термическую стойкость

Номер линии	Марка кабели или провода	Сопротивление			Токи короткого замыкания			Тепловой импульс тока КЗ Втер кА^2∙с	Сечение по термической стойкости F мм^2	Стандартное сечение по термической стойкости Fст, мм^2
		Rл мОм	Zл мОм	Хл мОм	IК^(3) кА	IК^(2) кА	IК^(1) кА
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1; 2	ААШВ 3х10+1х6	238,7	238,7	-	0,91	0,79	0,35	0,5	7,86	10
3;4	ААШВ 3х10+1х6	220,1	220,1	-	0,98	0,85	0,32	0,6	8,6	10
5;6	ААШВ 3х10+1х6	124	124	-	1,67	1,45	0,54	1,7	14,5	16
7;8	ААШВ 3х10+1х6	300,7	300,7	-	0,73	0,64	0,24	0,33	6,4	10
9;10	ААШВ 3х10+1х6	576,6	576,6	-	0,39	0,34	0,13	0,1	3,5	10
11;12	ААШВ 3х10+1х6	375,1	375,1	-	0,59	0,51	0,2	0,2	4,5	10
13	ААШВ 3х120+1х95	1,71	1,71	-	10,4	9	2,98	66,49	72,4	95
14	САПсш 3х25+1х35 САПсш 3х16+1х25	12 153	155,5	1 8,5	1,36	1,18	0,63	1,3	16,3	16
15	САПсш 3х16+1х25	315,2	315,6	16,5	0,7	0,6	0,34	0,3	8,4	10
16	САПсш 3х35+1х50 САПсш 3х16+1х25	43,4 171,9	215,8	5 9	1	0,87	0,47	0,61	12	16

Из рассчитанных данных можно сделать вывод, что линии 5 и 6 не проходят проверку на термическую стойкость. Руководствуясь рассчитанным стандартным сечением по термической стойкости Fст принимаем на данных линиях кабель марки ААШв сечением 3x16+1х10 мм².