Выбор сборных шин, токоведущих частей и кабелей для распределительных устройств

8 ВЫБОР СБОРНЫХ ШИН, ТОКОВЕДУЩИХ ЧАСТЕЙ И

КАБЕЛЕЙ ДЛЯ ВСЕХ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ

Производим выбор  жестких токоведущих частей прямоугольного сечения для  РУ- 6 кВ. Выбор сечения токоведущей части  осуществляем по экономичес-кой плотности тока:

,                                               (8.1)

где   - максимальный рабочий ток, А;

- экономическая плотность тока, А/.

Согласно формуле (6.6), максимальный рабочий ток:

.

В соответствии со временем использования наибольшей нагрузки: По ([9] ,табл.1.2) находим, что такому времени использования наибольшей нагрузки соответствует  . Тогда согласно (8.1) расчётное сечение токоведущей части:

.

Выбор сечения токоведущей части осуществляем исходя из условия:

 ;                                                  (8.2)

Исходя из условия (8.2) предварительно принимаем к установке алюминиевую токоведущую часть прямоугольного сечения ([1], табл. 7.3):

Оценим отклонение сечения выбранной токоведущей части расчётному значению:

;                                     (8.3)

В соответствии с [2], допускается несоответствие сечения (при меньшем его значении у выбранной токоведущей части) в пределах 15%.

Произведем проверку выбранной токоведущей части по условию нагрева длительно допустимым током:

,                                                   (8.4)

где  - длительно допустимый ток по условия нагрева выбранной токоведущей части, А.

В соответствии ([1], табл. 7.3), для выбранной токоведущей части  

Условие выполняется.

Произведем проверку выбранной токоведущей части по условию динамической стойкости:

                                                     ,                                                   (8.5)

где  - расчётное напряжение в материале токоведущей части, МПа;

- допустимое напряжение в материале токоведущей части, МПа

Расчётное напряжение в материале токоведущей части определяем по формуле:

                                          ,                               (8.6)

где  - максимальное усилие, приходящееся на 1 м длины, от взаимодействия  

между токами в фазах, H/м;

- момент сопротивления  шины относительно оси перпендикулярной направления действия усилия,;

- расстояние (пролет) между осями изоляторов вдоль фазы, м.

Момент сопротивления для прямоугольных шин определяем по формуле:

,                                                      (8.7)

где  - толщина шины, м;

- высота шины , м.

Максимальное усилие, приходящееся на 1 м длины, от взаимодействия между токами фаз определяем по формуле:

                                 ,                                              (8.8)

где   - ударный ток короткого замыкания, кА;

- расстояние между осями смежных фаз, м.

Частоту собственных колебаний для алюминиевых шин  определяем по формуле:

                                                                                           (8.9)

где  - момент инерции прямоугольной шины, ;

- расстояние (пролет) между осями изоляторов вдоль фазы, м;

- выбранное сечение прямоугольной шины, .

Момент инерции прямоугольной шины определяем по формуле:

                                                            ,                                                  (8.10)

где  - толщина шины, см;

- ширина шины, см.

Момент инерции прямоугольной шины сечением  согласно (8.10):

.

Расстояние (пролёт) между осями изоляторов вдоль фазы  принимаем

равной , тогда частота собственных колебаний алюминиевых шин согласно  (8.9):

.

Собственные частоты  колебаний  выбранных алюминиевых шин больше 30 Гц, что может привести к появлению механического резонанса. Поворачива-ем шину на 90°. В этом случае формула (8.10) примет следующий вид:

,                                                 (8.10а)

где  - толщина шины, см;

- высота шины, см.

;

.

Собственные частоты  колебаний  выбранных алюминиевых шин меньше 30 Гц, механического резонанса не возникает.

Расстояние между осями смежных фаз  принимаем равным , значение ударного тока короткого замыкания принимаем  согласно П.5. Тогда максимальное усилие, приходящееся на 1 м длины, от взаимодействия между токами фаз согласно (8.8):

Момент сопротивления  прямоугольной шины сечением ,согласно

(8.7):

.

Расчётное напряжение в материале токоведущей части согласно (8.6):

Согласно   ([9], табл.2.5)  для  алюминиевых шин составляет 82,3 МПа. Тогда согласно условию (8.5):

Условие выполняется.

Произведём проверку термической стойкости токоведущих частей (условия используются только для ЗРУ) по условиям нагрева токами короткого замыкания:

,                                                 (8.11)

где  - минимально допустимое сечение токоведущей части по условию нагрева токами  короткого замыкания, . 

Минимально допустимое сечение токоведущей части по условию нагрева токами  короткого замыкания определяем по формуле: