Перевірка комутаційних апаратів на термічну стійкість

При виборі електричних апаратів зазвичай не потрібно визначати температуру нагріву струмоведучих частин, оскільки у довідниках приводиться величина граничного теплового імпульсу (інтеграла Джоуля) . Електричний апарат задовольняє умові термічної стійкості, якщо виконується нерівність:

.

Для комутаційних апаратів (вимикачів потужності, вимикачів навантаження, роз’єднувачів і т.д.) допустиме значення інтегралу Джоуля залежить не тільки від вказаного заводом-виробником струму термічної стійкості перевіряємого апарату, а і від співвідношення між розрахунковою тривалістю к.з. та гранично допустимим часом дії струму термічної стійкості (приводиться у довідниках).

Якщо допустиме значення теплового імпульсу визначається наступним чином:

,

якщо , то допустиме значення теплового імпульсу:

.

Перевірку електричних апаратів на термічну стійкість при КЗ допускається проводити також шляхом порівняння еквівалентного термічного струму КЗ з допустимим струмом термічної стійкості :

.

При :

,

 

а в іншому випадку:

.

 

Приклад 5.1. Перевірити на термічну стійкість при КЗ вимикач потужності типу ВВ/TEL-10-20/630, установлений на підстанції для відключення кабельного фідеру, та вибрити мінімальний переріз кабелю, що відповідає умові термічної стійкості при КЗ, якщо відомо, що при КЗ на шинах 10кВ підстанції , . Час спрацювання релейного захисту .

– вакуумний вимикач потужності ВВ/TEL-10-20/6 має такі параметри:

 

; ; ; .

 

– розрахункова тривалість КЗ складає:

 

,

 

– розрахунковий тепловий імпульс:

 

,

– у зв’язку з тим, що , допустиме значення теплового імпульсу визначається наступним чином:

 

,

 

– співвідношення виконується, тому термічна стійкість вимикача забезпечується;

– згідно таблиці 5.3 для кабелів з алюмінієвими жилами , тому мінімальний переріз жили кабелю, що відповідає умові термічної стійкості при КЗ складає:

 

.

 

Таким чином, необхідний кабель з перерізом 120мм².

 

Перевірка електричних апаратів на комутаційну здатність

 

Вибір роз’єднувачів, заземлюючих ножів, віддільників, короткозамикачів та вимикачів навантаження

Роз’єднувачі та віддільники вибираються за наступними умовами:

– по номінальній напрузі:

,

де – номінальна напруга електроустановки де передбачається установка комутаційного апарату; – номінальна напруга комутаційного апарату,

– по робочому струму:

 

,

 

де – максимальний струм, який може протікати через комутаційний апарат в нормальному режимі роботи; – номінальний струм комутаційного апарату;

– по конструктивному виконанню;

– по електродинамічній стійкості:

 

,

 

де – розрахунковий ударний струм при трифазному КЗ; – струм динамічної стійкості комутаційного апарату (граничний наскрізний струм КЗ згідно паспортних даних на комутаційний апарат);

– по термічній стійкості:

 

або .

 

Заземлюючі ножі та короткозамикачі вибираються по тим же умовам за виключенням робочого струму.

 

Вибір вимикачів потужності

Вимикачі потужності вибирають за наступними умовами:

– по номінальній напрузі:

,

 

– по робочому струму:

,

 

– по комутаційній здатності на симетричний струм КЗ:

 

,

 

де – діюче значення періодичної складової струму КЗ в момент часу після початку розходження дугогасильних контактів вимикача; – номінальний струм при КЗ, який здатний вимкнути вимикач.

– по комутаційній здатності на асиметричний струм КЗ:

 

,

 

де – аперіодична складова струму КЗ в момент розходження контактів; – номінальне значення відносного місту аперіодичної складової в вимикаємому струмі КЗ; – найменший час від початку КЗ до моменту розходження дугогасильних контактів:

 

,

 

де – мінімальний час дії релейного захисту; – власний час відключення вимикача;

– по електродинамічній стійкості:

або ,

 

де – початкове значення періодичної складової струму КЗ;

, – діюче та амплітудне значення граничного наскрізного струму КЗ;

– по термічній стійкості:

.

 

Перевірка вимикачів по параметрам відновлювальної напруги зазвичай не робиться. Це пов’язано з тим, що від перенапруг мережа захищається вентильними розрядниками та нелінійними обмежувачами перенапруги.

 

Вибір рубильників

Вибір рубильників проводиться за наступними умовами:

– по номінальній напрузі:

,

 

– по робочому струму:

,

 

– по конструктивному виконанню;

– по електродинамічній стійкості:

,

 

– по термічній стійкості:

.