2015-03-07
3797
В закрытых РУ 6−10 кВ ошиновка и сборные шины выполняются жесткими алюминиевыми шинами. Стальные шины допустимо применять лишь при токах до 400 А. При токах до 3000 А применяются одно- и двухполосные шины. При больших токах рекомендуются шины коробчатого сечения.
Сечение жестких шин выбирают по нагреву (по допустимому току). При этом учитывают не только нормальные, но и послеаварийные режимы в период ремонтов и возможность неравномерного распределения токов между секциями шин. Условие выбора:
, (4.40)
где I доп – допустимый ток на шины выбранного сечения с учетом поправки при расположении шин плашмя или при температуре воздуха, отличной от принятой в таблицах (
°С). В последнем случае
. (4.41)
Для неизолированных проводов и окрашенных шин принято 
°С; °С, тогда
, (4.42)
где I доп. ном – допустимый ток по табл. 4.5 [11] при температуре воздуха °С; 
− действительная температура воздуха.
При расположении шин плашмя принятые по таблице значения допустимых токов должны быть уменьшены на 5 % для шин шириной полос до 60 мм
и на 8 % для шин с шириной полос более 60 мм.
|
|
|
Шины проверяют:
1. На термическую устойчивость по условию
, (4.43)
где 
− температура шин при нагреве током КЗ; 
− допустимая температура нагрева шин при КЗ (табл. 4.6).
При проверке токоведущих частей на термическую устойчивость пользуются понятием приведенного времени t п, в течение которого установившийся ток КЗ I ∞ выделяет то же количество теплоты, что и изменяющийся во времени ток КЗ, за действительное время τ t, определяемое по (4.11).
Приведенное время определяется составляющими времени периодической и апериодической составляющих тока КЗ:
. (4.44)
Таблица 4.5
Длительно допустимый ток для шин прямоугольного сечения
| Размеры, мм | Алюминиевые шины | Стальные шины | ||||
| Ток*, А, при количестве полос на полюс или фазу | Размеры, мм | Ток*, А | ||||
| 15×3 | − | − | − | 16×2,5 | 55/70 | |
| 20×3 | − | − | − | 20×2,5 | 60/90 | |
| 25×3 | − | − | − | 25×2,5 | 75/110 | |
| 30×4 | 365/370 | − | − | − | 20×3 | 65/100 |
| 40×4 | −/855 | − | − | 25×3 | 80/120 | |
| 40×5 | 540/545 | −/965 | − | − | 30×3 | 95/140 |
| 50×5 | 665/670 | −/1180 | −/1470 | − | 40×3 | 125/190 |
| 50×6 | 740/745 | −/1315 | −/1655 | − | 50×3 | 155/230 |
| 60×6 | 870/880 | 1350/1555 | 1720/1940 | − | 60×3 | 185/280 |
| 80×6 | 1150/1170 | 1630/2055 | 2100/2460 | − | 70×3 | 215/320 |
| 100×6 | 1425/1455 | 1935/2515 | 2500/3040 | − | 75×3 | 230/345 |
| 60×8 | 1025/1040 | 1680/1840 | 2180/2330 | − | 80×3 | 245/365 |
| 80×8 | 1320/1355 | 2040/2400 | 2620/2975 | − | 90×3 | 275/410 |
| 100×8 | 1625/1690 | 2390/2945 | 3050/3620 | − | 100×3 | 305/460 |
| 120×8 | 1900/2040 | 2650/3350 | 3380/4250 | − | 20×4 | 70/115 |
| 60×10 | 1155/1180 | 2010/2110 | 2650/2720 | − | 22×4 | 75/125 |
| 80×10 | 1480/1540 | 2410/2735 | 3100/3440 | − | 25×4 | /140 |
| 100×10 | 1820/1910 | 2860/3350 | 3650/4160 | 4150/4400 | 30×4 | 100/165 |
| 120×10 | 2070/2300 | 3200/3900 | 4100/4860 | 4650/5200 | 40×4 | 130/220 |
| 50×4 | 165/270 | |||||
| 60×4 | 195/325 | |||||
| 70×4 | 225/375 | |||||
| 80×4 | 260/430 | |||||
| 90×4 | 290/480 | |||||
| 100×4 | 325/535 |
Таблица 4.6
|
|
|
Предельно допустимые температуры нагрева проводников
при коротких замыканиях
| Вид проводника |  , °С
|
| Шины алюминиевые | |
| Шины медные | |
| Шины стальные, не имеющие непосредственного соединения с аппаратами | |
| Шины стальные с непосредственным присоединением к аппаратам | |
| Кабели с бумажной пропитанной изоляцией на напряжение, кВ: | |
| 6−10 | |
| 20−35 | |
| 110−220 | |
| Кабели и изолированные провода с медными и алюминиевыми жилами и изоляцией | |
| из поливинихлоридного пластиката | |
| резины | |
| полиэтилена (номинальное напряжение кабелей до 35 кВ) | |
| вулканизированного (сшитого) полиэтилена (U ном кабелей до 35 кВ) | |
| Медные неизолированные провода при тяжениях, Н/мм2: | |
| менее 20 | |
| 20 и более | |
| Алюминиевые неизолированные провода при тяжениях, Н/мм2: | |
| менее10 | |
| 10 и более | |
| Алюминиевая часть сталеалюминиевых проводов |
Величину t пр при действительном времени τ t < 5 с находят по кривым зависимости 
, рис. 4.4, где
. (4.45)
При действительном времени τ t > 5 c величина 
, где t п5 приведенное время для τ t = 5 с.
Приведенное время апериодической составляющей
. (4.46)
При действительном времени τ t < 1 с величина t па не учитывается.
| 
|
| Рис. 4.4. Кривые приведенного времени периодической слагающей тока при питании от генератора с АРВ | Рис. 4.5. Кривые нагрева токоведущих частей при коротких замыканиях |
Токоведущие части рассчитывают на термическую устойчивость по кривым нагрева металлов, представляющих зависимость 
(рис. 4.5).
2. На электродинамическую устойчивость шины по условию
, (4.47)
где σрасч – расчетное напряжение на изгиб, возникающее в материале шин при протекании ударного тока трехфазного КЗ; σдоп – допустимое напряжение на изгиб материала шин (табл. 4.7) [9].
Таблица 4.7
Допустимые для шин изгибающие напряжения
| Материал шины | Допустимое напряжение σдоп, МПа |
| Медь МТ Алюминий АТ Алюминий АТТ Сталь |
Для определения σрасч однополосных шин прямоугольного сечения необходимо:
а) вычислить наибольшую силу F (3), Н, действующую на шины при протекании по ним ударного тока трехфазного КЗ:
, (4.48)
где k ф – коэффициент формы шин; i у(3) – ударный ток трехфазного КЗ, кА;
l – длина пролета, м; а – расстояние между осями шин, м (рис. 4.6).
 
|
| а |
  
|
| б |
| Рис. 4.6. Расположение шин на изоляторах: а − плашмя; б − на ребро |
Коэффициент k ф, зависящий от формы, размеров шин и расстояния между ними, для прямоугольных шин находят по кривым (рис. 4.7) в зависимости от отношений 
и 
. Если отношение 
или шины с круглой площадью сечения, то k ф = 1;
 |
б) найти момент сопротивления:
если шины расположены в одной горизонтальной плоскости и установлены на ребро или они расположены в одной вертикальной плоскости и установлены плашмя,
; (4.49)
если шины расположены в одной горизонтальной плоскости и установлены плашмя или они расположены в одной вертикальной плоскости и установлены на ребро,
; (4.50)
момент сопротивления круглых шин
, (4.51)
где d – диаметр шины, м;
в) определить расчетное напряжение σрасч, МПа, при изгибе:
при одном или двух пролетах
; (4.52)
при числе пролетов большем двух
. (4.53)
Шины открытых распределительных устройств напряжением 35 кВ и выше проверяют на коронирование. Наибольшая напряженность электрического поля Е у поверхности любого из проводников не должна быть больше 0,9 Е 0 (Е ≤ 0,9 Е 0), где Е 0 – начальная напряженность электрического поля у поверхности проводника, при которой появляется корона. Значения Е и Е 0, кВ/cм, определяют по формулам:
|
|
|
, (4.54)
, (4.55)
где U – линейное напряжение, кВ; r 0 – радиус проводника, м; D ср – среднее геометрическое расстояние между проводниками (шинами), см; m – коэффициент негладкости проводника (для многопроволочных проводников m = 0,82; для горных условий m = 0,7−0,75); δ – относительная плотность воздуха.
При расположении шин в одной плоскости на средней шине напряженность больше на 7−10 %. Во всех случаях значение Е не должно быть больше 28 кВ /см [9].
