2.2.2 Термическая стойкость кабелей

Температура нагрева кабеля при КЗ рассчитывается по выражению (2.3) с учетом замены удельной теплоемкости материала проводника на эффективную теплоемкость жил кабеля с учетом пропитывающей массы по выражению [5]:

(2.6)

где – удельная теплоемкость металла жилы, Вт·с/м³·°С; - удельная теплоемкость пропитывающей массы, Вт·с/м³·°С; – коэффициент заполнения сечения жилы кабеля.

Для кабелей напряжением 6-35 кВ выше указанные параметры равны: коэффициент заполнения q = 0,84; удельная теплоемкость; удельная теплоемкость алюминия ; удельная теплоемкость меди .

Таким образом, эффективная теплоемкость алюминиевых жил кабеля , а медных .

В практических расчетах при проектировании максимальный импульс квадратичного тока для заданного сечения кабеля или минимальное сечение кабеля , отвечающее требованию термической стойкости при заданном импульсе квадратичного тока, определяются по выражениям (2.4) и (2.5).

Значения параметра С для кабелей приведены в [4] и таблице 2.4.

2.2.3 Термическая стойкость электрических аппаратов

Аппарат, рассчитанный на пропускание номинального тока в длительном режиме, должен быть проверен на термическую стойкость при КЗ. Термическую стойкость электрических аппаратов заводы-изготовители характеризуют номинальным током термической стойкости и номинальным временем его прохождения .

Аппарат должен выдержать ток _. в течение времени _.(около 1-4 с.); при этом температура частей аппарата не должна превышать допустимые значения, установленные для аппаратов при КЗ, таблица 2.1.

Для проверки электрических аппаратов на термическую устойчивость и отключающую способность, необходимо знать расчетное время протекания тока КЗ, т.е. время через которое происходит отключение тока КЗ. Согласно [4, 5] время отключения тока КЗ для проверки проводников и электрических аппаратов на термическую стойкость складывается из времени действия основной релейной защиты рассматриваемой цепи и полного времени отключения выключателя :

. (2.7)

Электрические аппараты и токопроводы, применяемые в цепях генераторов мощностью 63 МВт и более, а также в цепях блоков генератор-трансформатор такой же мощности, должны проверяться по термической устойчивости, исходя из времени протекания тока КЗ четыре секунды [5].

Таблица 2.4

Значения параметра для кабелей

Характеристика кабелей	Значение
Кабели до 10 кВ: с медными жилами с алюминиевыми жилами	140 90
Кабели 20 – 30 кВ: с медными жилами с алюминиевыми жилами	105 70
Кабели и изолированные провода с резиновой или поливинилхлоридной изоляцией: с медными жилами с алюминиевыми жилами	120 75
Кабели и изолированные провода с полиэтиленовой изоляцией: с медными жилами с алюминиевыми жилами	103 65

При проверке электрических аппаратов на отключающую способность в качестве расчетного времени протекания тока КЗ следует принимать сумму минимального времени действия релейной защиты данного присоединения и собственного времени отключения выключателя , т.е. [4].

Термическая устойчивость (стойкость) электрических аппаратов и токоведущих частей проверяется по тепловому импульсу тока КЗ.

Электрический аппарат удовлетворяет условию термической стойкости, если выполняется условие

, (2.8)

где - тепловой импульс (интеграл Джоуля) тока КЗ в рассматриваемой цепи, А² с; - допустимое значение теплового импульса (интеграла Джоуля) для проверяемого аппарата, А² с.

Допустимое значение теплового импульса для коммутационных аппаратов зависит не только от указанного заводом-изготовителем нормированного тока термической стойкости , но и от соотношения между расчетной продолжительностью тока КЗ и допустимым временем термической стойкости  [4].

Если в этом случае допустимое значение теплового импульса равно

. (2.9)

В том случае если , то допустимое значение теплового импульса равно

. (2.10)