Ударные токи КЗ

4.1.5. Ударные токи КЗ

- Ударный ток КЗ:

i _уд = i _пс = 80,186 кА;

- Эффективное значение ударного тока КЗ:

I _уд = i _уд/3 = 80,186/3 = 46,295 кА.

4.2. Расчёт кратковремённого нагрева токоведущих частей токами КЗ

Условие термической стойкости токоведущих частей: _к < _доп. Используя кривые адиабатического нагрева проводников  = f(A){6, стр.83}, можно найти температуру токоведущих частей в конце КЗ _к и сравнить её с предельно допустимой температурой нагрева _доп.

Значение коэффициента А при температуре _к определяется по формуле:

А_к = А_н + (I_т/F)^2.t_т, где

А_н – значение коэффициента А при температуре проводника перед началом КЗ _н, равной наибольшей допустимой температуре нагрева при длительной работе при номинальном токе;

А_к - значение коэффициента А при температуре проводника _н;

I_т - ток КЗ (термической стойкости), протекающий за время t_т = 2 сек.

Проверке подлежат

Медный ламельный контакт ДУ

_н = 90С {ГОСТ 8024-84}, _доп = 300 С, А_н = 1,60^.10¹⁶ А^.сек/м² 

 А_к = 1,6^.10¹⁶ + (31500/0,00257)^2.2  1,65^.10¹⁶ А^.сек/м² 

_к = 120 С < _доп.

Латунная токоведущая труба ДУ

_н = 60С {ГОСТ 8024-84}, _доп = 250 С, А_н = 0,40^.10¹⁶ А^.сек/м² 4

 А_к = 0,40^.10¹⁶ + (31500/0,003890)^2.2  0,50^.10¹⁶ А^.сек/м² 

_к = 145 С < _доп.

Рис 7. Тепловая модель ДУ ВВМ-500

4.3. Исходные данные для расчёта

нажатия в скользящем ламельном контакте

Исходные данные взяты из литературы {4}, {5}, {6}, таблицы 2.

- Номинальный ток выключателя I_ном = 2000 А;

- Максимальная температура контактов из меди и

медных сплавов _доп = 120 C;

- Превышение температуры контакта над температурой

удалённых точек  = 5 К;

- Количество ламелей m = 15;

- Количество точек касания для линейного контакта n = 2;

- Удельное сопротивление меди при 0 C ₀= 1,62^.10^-8 Ом^.м;

- Температурный коэффициент электрического

сопротивления меди при 0 C  = 0,00433 K^-1;

- Теплопроводность меди при 0 C ₀ = 388 Вт/(м^.К);

- Микротвёрдость меди при 0 C H = 730 МПа;

- Температура плавления меди ₀ = 1083 С;

- Температурный коэффициент электрического

сопротивления меди при 0 C  = 0,00433 K^-1;

- Коэффициент шероховатости поверхности _м = 1;

- Коэффициент неравномерности по точкам касания k_н = 1,1  1,3.

Предварительные расчёты:

 = ₀^.(1+_cu^._доп) = 1,62^.10^-8.(1 + 0,00433^.105) = 2,357^.10^-8 Ом^.м;

 = ₀^.(1 - _т^._доп) = 388^.(1 - 1,8^.10^-4.120) = 379,619 Вт/(м^.К);

_н = 273 + _доп = 273 + 120 = 393 К; _пл = 273 + _пл = 273 + 1083 = 1356 К;

H=H^.[1-(_н/_пл)^2/3]/[1-(273/_пл)^2/3]=730^.[1-(393/1356)^2/3]/[1-(273/1356)^2/3]; H = 622,5 МПа.

Расчёт контактного нажатия по сферической формуле:

F_к.сфр = [n^.(I_ном/(n^.m)^.k_н)^2.k_л^.^._м^.H_б]/[16^.^2.(аrccos(T_к/T_м))²];

F_к.сфр = [2^.(2000/(2^.15)^.1,2)^2.2,357  10^-8.3,14159^.3,7^.10⁸]/

/[16^.379,619^2.(аrccos(388/393))²];

F_к.сфр = 7,826 H.

Расчёт контактного нажатия по эллиптической формуле:

F_к.элп = [n^.(I_ном/(n^.m)^.k_н)^2.^.^._см]/[32^.^.(T_к - T_м)];

F_к.элп = [2^.(2000/(2^.15)^.1,2)^2.2,357^.10^-8.3,14159^.3,7^.10⁸]

/[32^.379,619^.(388 - 393)];

F_к.элп = 7,972 H.