ГОСТ Р 50254-92

ГОСТ Р 50254-92

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КОРОТКИЕ ЗАМЫКАНИЯ В ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ

МЕТОДЫ РАСЧЕТА ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКОГО И ТЕРМИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ТОКА КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

Издание официальное

ГОССТАНДАРТ РОССИИ Моски

УДК 621.3.064.1.001.24.-006.354    Группа Е06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КОРОТКИЕ ЗАМЫКАНИЯ В ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ

Методы расчета электродинамического

и термического действия    ГОСТ    Р

ток» короткого iiMUKMia    50254—92

Short circuit in electric»!. mitalUtioni.

CalcuJaoon method» of thermal and clecuodynamic effect! of abort circuit current*

ОКП 340900

Дата аидмш 01.01.94

Настоящий стандарт распространяется ка трехфаэкые электроустановки промышленной частоты и определяет общую методику расчета н проверки проводников и электрических аппаратов на электродинамическую и термическую стойкость при коротких замыканиях

Все пункты основного текста стандарта являются обязательными, а приложения - рекомендуемыми.

1. ОБПИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.    Выбор расчетных условий КЗ

1.1.1.    При проверке проводников и электрических аппаратов электроустановок на электродинамическую и термическую стойкость при КЗ предварительно должны быть выбраны расчетные условия КЗ, т. е. расчетная схема Х1ектроустановки, расчетный вид КЗ в электроустановке, расчетная точка КЗ, а также расчетная продолжительность КЗ в электроустановке (последнюю используют при проверке на термическую стойкость проводников и на невозгораемость кабелей).

Издиом офтоалько*    ©    Издательство    стандартов,    1993

Настоящий стандарт не может Выть яохяостыо яла частично воспроизведя!, гярюгромя ■ распространи вез разрешат Госстандарта Россия

С. 2 ГОСТ Р 50254-91

1.1.2.    Расчетная схема электроустановки должна быть выбрана на основе анализа возможных электрических схем этой электроустановки при продолжительных режимах се работы. К последним следует относить также ремонтные и послеавзрийные режимы работы.

1.1.3.    Расчетным видом КЗ следует принимать:

-    при проверке электрических аппаратов и жестких проводников на алек тродинамичсскую стойкость - трехфазное КЗ;

-    при проверке электрических аппаратов и проводников на термическую стойкость - трех- или однофазное КЗ. а на генераторном напряжении элекгростанций - трех- или двухфазное КЗ, в зависимости от того, какое из них приводит к большему термическому воздействию;

при проверке гибких проводников по условию их допустимого сближения во время КЗ - трех- или двухфазное КЗ. в зависимости от того, какое из них приводит к большему сближению проводников.

1.1.4.    В качестве расчетной точки КЗ следует принимал, такую точку на расчетной схеме, при КЗ в которой проводник»или электрический аппарат подвергается наибольшему хтектродинамическому или термическому воздействию.

Примечание. Исключения из этого трсОов»ния допустимы лишь мри учете мроятносгных характеристик КЗ и должны быть обосноиаиы соответствующими ведомственными нормативно техимягкими документами (НТД1.

1 1.5. Расчетную продолжительность КЗ при проверке проводников и электрических аппаратов на термическую стойкость следует определять путем сложения времени действия основной репейной зашит, в зону которой входят проверяемые проводники и электрические аппараты, и полного времени отключения соответствующего выключателя, а при проверке кабелей на нсвоэюраемостъ - путем сложения времени действия резервной релейной защиты и полного времени отключения ближайшего к месту КЗ выключателя

При наличии устройств ав юматичсского нов торного включения (АПВ) цеди следует учитывать суммарное термическое действие тока КЗ.

1.1.6. При расчетной продолжительности КЗ до 1 с допустимо процесс нагрева проводников иод действием тока КЗ считать адиабатическим, а при расчетной продолжительности КЗ более 1 с и при небыстро-дейсгвующих АПВ следует учитывать теплоотдачу в окружающую среду.

2. ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ТОКА КЗ

2.1.    Расчет электродинамических сил взаимодействия проводоиков

2.1.1.    Электродинамические силы взаимодействия двух параллельных проводников конечного сечения (F) в ньютонах следует опрсде-

ГОСТ Р 50254-92 С. 3

лять по формуле

F=2- 10"⁷/,/, -j- АГф,    (I)

где 2 • 10'¹ постоянный параметр, Н/А^а;

а - расстояние между осями проводников, м;

/|, i₂ - мгновенные значения тока проводников, А;

/ - длина проводников, м;

А'ф коэффициент формы.

Дня проводников прямоугольного сечения коэффициент формы следует определять по кривым, приведенным на черт 1

Дня кру!лых проводников сплошного сечения, проводников коль-цево! о сечения, а также проводников (шин) корытжио сечения с высотой сечения 0.1 м и более следует принять А'ф = 1,0.

2.1.2.    Наибольшее значение электродинамической силы имеет место при ударном токе КЗ.

2.1.3.    .Максимальную силу (f’^i^) в ньютонах (эквивалентную равномерно распределенной по длине пролета нагрузки), действующую в грехфазной системе проводников на расчетную фазу при трехфазном КЗ. следует определять по формуле

^--4^'O’<²>

где / ^ - ударный ток трехфазного КЗ, А;

*р«сп - коэффициент, зависящий oi взаимного расположения проводников;

а - расстояние между осями проводников, м;

/ - длина пролета, м.

Значения коэффициента А_р$сп ДИ^Я некоторых типов шинных конструкций (черт. 2) указаны в табл. 1.

Таблица '

С. 4 ГОСТ Р 50254-92

Диаграмма ДЛЯ ипр*деления коэффициентов формы шхм прямоугольного спгкки

ГОСТ Р 50254-92 С. 5

Схемы взаимного расположения шин

В

rtft

Черт. 2

С. 6 ГОСТ Р 50254-92

При двухфазном КЗ

fUZc - —_а‘°^Т /(/%^аА'ф#:_рвв.    (3)

где /⁽^ - ударный ток двухфазного КЗ. А.

2.2. Выбор расчетной механической схемы шюгаых конструкций н гибких то ко про во до в

2.2.1.    Методику расчета электродинамической стойкости шинных конструкций и гибких токогтроводов следует выбирать на основе расчетной механической схемы, учитывающей их особенности

2.2.2.    Следует различать:

-    статические системы, обладающие высокой жесткостью, у которых пгины и изоляторы при КЗ остаются неподвижными;

-    динамические системы с жесткими опорами, у которых изоляторы при КЗ могут считаться неподвижными, а шины колеблются;

-    динамические системы с упруго податливыми опорами, в которых при КЗ колеблются шины и опоры;

-    динамические системы с гибкими проводами.

2.2.3.    Расчетные механические схемы шинных конструкций различных типов, обладающих высокой жесткостью, представлены в табл. 2.

ГОСГР 50254-92 С. 7

Расчетные схемы имеют вид равнопролетной балки, лежашей или закрепленной на жестких опорах и подвергающейся воздействию равномерно распределенной нагрузки.

Различают следующие типы шинных конструкций и соответствующих расчетных механических схем:

-    шинные конструкции с разрезными шинами, длина которых равна длине одного пролета; расчетной схемой для них является балка с шарнирным опиранием на обеих опорах пролета (табл. 2, схема 1);

-    шинные конструкции с разрезными шинами, длина которых равна длине двух пролетов, с жестким креплением на средней опоре; расчетной схемой для них является балка с жестким опиранием (защемлением) на оаиой и шарнирным на другой опоре пролета (табл. 2. схема 2);

-    многопролетная шинная конструкция с неразрезкыми шинами; расчетной схемой для средних пролетов является балка с жестким опиранием (защемлением) на обеих опорах пролета (табл. 2, схема 3);

-    шинные конструкции с разрезными шинами, длина которых равна двум, трем и более пролетам, без жесткого крепления на промежуточных опорах; расчетной схемой для нкх являются соответственно схемы 4 и 5 (табл. 2).

2.2.4. Расчетной схемой шинной конструкции с упруго податливыми опорами следует считать схему, в которой масса шины распределена по длине пролета, а опоры представлены телами с эквивалентной массой М и пружинами с жесткостью С,*,.

»•

С» ГОСТ Р 50254-92

2.2.5. Для гибких токопроводов в качестве расчетной схемы применяют схему с жестким стержнем, ось которого очерчена по цепной линии. Гирлянды изоляторов вводят в механическую схему в виде жестких стержней, шарнирно соединенных с проводами и опорами. Размеры стержней расчетной схемы определяют из статического расчета на действие сил тяжести.

2.3. Допустимые механические напряжения в материале проводников и механические нагрузки на опоры при КЗ

2.3.1. Допустимое напряжение в материале жестких шин в паскалях следует принимать равным 70% от временного сопротивления разрыву материала шин о_р

Ояоп-0,7<7_р.    (4)

Допустимые напряжения » материале шин следует принимать ниже пределов текучести этого материала.

Временные сопротивления разрыву и допускаемый напряжения в материалах шин приведены в табл. 3.

В случае сварных шин их временное сопротивление разрыву снижается. Значения временных сопротивлений разрыву в облает сварных соединений определяют экспериментально; при отсутствии экспериментальных данных эти значения и значения допустимых напряжений следует принимать, используя данные табл. 3.

ГОСТ Р 50254-92 С. 9

2-3.2. Допустимую нагрузку на изолятор (изоляционную опору) (/*'дод) следует принимать равной 60% от минимальной разрушающей нагрузки Fpgjp. приложенной к вершине изолятора (опоры) при изгибе или разрыве

^лол ⁼ 0-6 pup-    (5 )

2.3.3.    В зависимости от взаимного расположения шин и изоляторов последние подвергаются воздействию электродинамических сил. работая на изгиб или растяжение (сжатие) или одновременно на изгиб и растяжение (сжатие). Допустимые нагрузки на изоляторы при и’гибс (^доплат) и растяжении (^„*) в ньютонах в этих случаях следует принимать соответственно равными

^дрп.изг ^в 0*6^"раэр.и»г’'

^зюп.р “ рор.р

где /^рмр.иаг и /’р«_Эр.р - задаваемые заводомизготовителем минималь кые разрушающие нагрузки соответствен?!' пр» изгибе и растяжении (сжатии) изолятора, К.

2.3.4.    Допустимую кагрузку на спаренные изоляторы (опоры) следует принимать равной 50% от суммарного разрушающего усилия изоляторов (опор)

F& n-O.S/'p^v,    (7)

где /^,‘р«яр1 - суммарное разрушающее усилие спаренных изоляторов (опор), Н.

2.3.5.    Допустимую наг рузку при изгибе опорного изолятора (/■_Я(,_п) в ньютонах следует определять в соответствии с формулой

(8)

//

где N - коэффициент допустимой нагрузки, равный 0,6 или 0,5 (см.

пп. 2.3.2. - 2.3.4);

Л и Н - расстояния от опасного сечения изолятора соответственно до его вершины и центра тяжести поперечного сечения шины (см. черт. 3), м.

Опасное сечение опорно-стержневых изоляторов с внутренним креплением арматуры (черт. За) следует принимать у опорного фланца, опорно-сгержнсвых изоляторов с внешним креплением арматуры (черт. 36,в) - у кромки нижнего фланпа, а опорно-штыревых изоляторов (черт. Зг) - на границе контакта штыря с фарфоровым телом изолятора.

Допустимую изгибающую нагрузку многоярусных изоляционных опор (черт. Зв,г) следует принимать равной допустимой нагрузке наименее прочного яруса, определенной по формуле (8).

С. 10 ГОСТ Р 50254-92

2.3.6.    При расположении фаз по вершинам треугольника (черт.

26, в, г) изоляторы одновременно испытывают как растягивающие (сжимающие), так и изгибающие усилия. Допустимую изгибающую нагрузку (F*>i,.Kjr) в ньютонах следует определять по формуле (8), принимая /"'рор равной разрушающей нагрузке при изгибе изолятора; допустимую растягивающую нагрузку (/•'_яоп._г) следует определять по формуле (5), принимая    рзвнон    разрушающей    нагрузке    при

растяжении.

2.3.7.    Допустимое напряжение в материале проводников (o^,,) в мегапаскалях следует принимать равным

Одоп ^— Л'°пр>

где Опр - предел прочности при растяжении, Н;

Л^г - коэффициент допустимой нагрузки, равный 35-50% от предела прочности.

2.3.8. Допустимую нагрузку на подвесные изоляторы следует принимать равной 30% от разрушающей нагрузки, т. е.

(9)

2.3.9. Расстояния между проводниками фаз (Лф_ф). а также между проводниками и заземленными частями Иф_,) шинных конструкций напряжением 35 кВ и выше и проводов ошиновки распределительных устройств, воздушных линий и токопроводов к моменту отключения КЗ должны оставаться больше допустимых изоляционных расстояний, определяемых при рабочих напряжениях

(Ю)

где /1 _ф_ ф до,, и Аф_,.яоп ~ минимально допустимые расстояния по условиям пробоя соответственно между проводниками фаз и проводниками и заземленными частями при рабочем напряжении

2.4. Определение механических напряжений в материале проводников и нагрузок на их опоры при КЗ

2.4.1.    Расчет шинных конструкций, облаааюшнх высокой жесткостью

2.4.1.1.    При расчете шинной конструкции, обладающей высокой жесткостью, шину в любом пролете между изоляторами, кроме крайних, следует рассматривать как стержень (балку с шарнирно опертыми концами, табл. 2). Наличие ответвлений допускается не учитывать.

2.4.1.2.    Максимальное напряжение в материале шины (o_me*) в паскалях и нагрузку на изолятор шинной конструкции высокой жесткости

ГОСТ Р 50254 -92 С. 11

К определению допустимых мгруэох ж юолиторы ■ шинные опоры

Черт 3

С. 12 ГОСТР 50254-92

при трехфазном КЗ ) в ньютонах следует определять по формулам: *Г_ваг    I

'-—г---<»>

(«2)

где - максимальная сила, возникающая в много пролет ной балке при трехфазном КЗ, Н. н определяемая по формуле (2);

I - длина пролета шин. м;

W - момент сопротивления поперечного сечения шины, м¹; формулы для его расчета приведены в табл. 4;

X и 0 - коэффициенты, зависящие от условия опирания (закрепления) шин, а также числа пролетов конструкции с неразрезными шинами (табл. 2).

При двухфазном КЗ

(13)

■    о«)

где , - максимальная сила, возникающая в многопролегной балке при двухфазном КЗ, Н. и определяемая по формуле (3).

При расчете напряжений в области сварных соединений, находящихся на расстоянии г от опорного сечения, в формулы    (11)    и (13)    следует

подставлять значения 1Д (г), вычисленные в соответствии    с табл.    10.

2.4.1J. Электродинамические нагрузки на отдельные проводники составных шин (черт. 4) обусловлены взаимодействием проводников других фаз и отдельных элементов проводника одной фазы. Максимальное напряжение в материале составных шин при КЗ допускается определять по формуле

0ямдг=0ф те* + Оттах*    (15)

где 0ф_тах - максимальное напряжение в материале шмкы, обусловленное взаимодействием проводников других фаз, Па, которое следует определять в зависимости от вида КЗ по формуле (11) или (13);

Oximtx - максимальное напряжение в материале шины, обусловленное взаимодействием отдельных элементов проводки-

ГОСТ Р 50254 -92 С. 13

Таблица 4

Формулы для определения момента юкрции J и момента сопротивлении Wпоперечных сечения шин

• Если прокладки привареим к обеим полосам пакета, момет юмрцки к момент сопротивления принимают равными:

hb    (Зап    О¹    )

Jy—ТГОшi +Ь') и ^---

'п

l-fS«

С. 14 ГОСТ Р 50254-92

Продолжение табл. 4

x(D'-d')

32 1}

"1 6 •

0,118 Я¹

"I н

ГОСТ Р 50254-92 С. 15 ПроОоАхсние табл. 4

1 >

Н

^wy ⁼бГ ^1В>(Н - ^л> ^{+ А}.^д*

•    А*    К

-<Л* -А/Ц; ⁷Т-12 I^е’ <*-*> ♦*, А» ♦

в «« 1/^ для стаидяртых окутав рових профилей

к^й-н

швеллсрообразмыЯ (корыт-кый) профиль на "ребро''

(й ♦*)’

W ■

81

Ориентировок яя оценка момента сопротивления относительно центральной оси: для сплошного симметричного сечения    ,

W_x-W_y-*t6b;J_xy=Z±

да я полого симметричного сечения

^wx “ ^wy U ♦ /

1

'A

me S - ачощад* сечения; A, ft - высота и ширина сече-нхя соответственно; I периметр; Д - толшима стенки (да* полого сечения)

C. 16 ГОСТ Р 50254-92

ка одной фазы, Па, которое следует определять по формуле

о    (    'у*    V    _(Ш

,2.,», V " J '    ^{( }}

г Ж    /, л    -    длина пролета элемента шины между прокладками,    м;

а,_л    -    расстояние между осями поперечных сечений элементов

составных шин (черт. 4), м;

К',_л - момент сопротивления поперечного сечения элемента шины, м¹;

/_уд    -    ударный ток трехфаэного или двухфазного КЗ, А;

п    —    число составных проводников фазы.

2.4.2. Расчет шинных конструкций с жесткими опорами

2.4.2.1.    Шинную конструкцию, изоляторы которой обладают высокой жесткостью, в расчетах на динамическую стойкость при КЗ следует представлять как стержень с защемленными концами, имеющий лишь основную частоту собственных колебаний.

2.4.2.2.    Максимальное напряжение в материале шнн (о_таж) в паскалях и нагрузку на изоляторы (F„) в ньютонах при расположении шин в одной плоскости и высокой жесткости изоляторов шинной конструкции следует определять по формулам:

при трехфазном КЗ

F ⁽³⁾/

^    V    (17)

*2? *0*2,1?;    (18)

при двухфазном КЗ

F /

 V    (19)

и

*£> =PF™_V,    (20)

где tj - коэффициент динамической нагрузки, зависящий от расчет-кой основной    частоты    собственных    колебаний    шины    Значения    коэффициента а    зависимости    от    отклонения    =

- SO Гц) следует определять по графикам, приведенным на черт. 5.

Значения расчетной частоты собственных колебаний (Л) в герцах следует определять в соответствии с 2.4.2.4. *

ГОСТ Р 50254-92 С 17

С 1Я ГОСТ Р50254-92

Зависимость динамического ко>ффкш<«ч* для изоляторов и шин от частоты собсткякых кол с Пан иЯ шиим

2.4.2.3. Максимальную нагрузку на проходные изоляторы (Р_шг) я ньютонах следует определял по формуле

-Д. ю ’    ,

J ⁼ Р    ~    Атр 0"уд )    Крвеп V>

где /пр — расстояние от торца проходною изолятора до ближайшего опорного изолятора фазы, м.

2.4.2А Расчетную частоту собственных колебаний шины (f_{) в герцах следует определять по формуле

Л - -V-У^ .    (22)

2 wl    т

где Е- модуль упругости материала шины. Па;

J - момент инерции поперечного сечения шины, м*; т - масса шины на единицу длины, кг/м; г, - параметр основной частоты собственных колебаний шины. Значения этого параметра зависят от типа шинной конструкции и представлены в табл. 2.

ГОСТ Р 50254-92 С. 19

2.4.2,5. Максимальное напряжение в материале составных шин (°тах) в паскалях шинной конструкции с жесткими опорами допустимо определять по формуле (15). При этом максимальное напряжение в материале шин, обусловленное взаимодействием проводников других фаз (Оф_твх) в паскалях, следует определять в зависимости от вида КЗ по формуле (17) или (19), а максимальное напряжение в материале шины, обусловленное взаимодействием отдельных элементов проводника одной фазы (о_элпигх) в паскалях, - по формуле

( » ) *“■ ⁽²³⁾ где T}_w коэффициент динамической нагрузки, зависящий от расчетной основной частоты собственных колебаний элементов составной шины (/,„), который следует определять по расчетным графикам, приведенным нз черт. 5‘.

Расчетную основную частоту собственных колебаний элементов составной шины (/, ,_л) в герцах следует определять по формуле

-/?'    <М)

® зл

где /_>я - длина пролета элемента шины между прокладками, м;

J - момент инерции поперечного сечения элемента шин. м⁴; т_}Я - масса элемента на единицу длины, кг/м; а - расстояние между осями поперечных сечений элементов составных шкн (черт. 4), м.

2.4.2 6. Максимальное напряжение в материале шин {оmax) * паскалях и максимальную нагрузку на опорные и проходные изоляторы (F„,) в ньютонах, при расположении игин по вершинам треугольника (черт. 26.BJ-), следует определять с учетом их пространственных колебаний, используя формулы:    \

■w-У ч{°;    <й)

<“)

r£?(27)

где W - меньший из двух моментов сопротивления поперечного сечения шины (момента сопротивления W_v при изгибе в плоскости i> и момента сопротивления W_r при изгибе шины в плоскости г ( черт. 2), м*;

С. 20 ГОСТ Т 50254-92

электродинамические силы, определяемые соответственно по формулам (2) и (3);

коэффициенты, значения которых для наиболее распространенных типов шинных конструкций (черт. 26, в,г) приведены в табл. 5.

Таблиц* 5

провода

2.4.3.1.    Расчетное максимальное напряжение в материале uihh подвесного самонесущего токопровода (а_р,_Лтлх) в паскалях следует определять с учетом собственного веса, веса изоляционных распорок и льда, а также действия напора ветра, т. е. •

Оршатах = °тах * О».

где о_гги1 - максимальное напряжение в материале шкн вследствие электродинамического действия тока КЗ; о_в - наиряжеиие в материале шин от собственного веса, веса изоляционных распорок и льда, а также действия кагюра ветра.

Нагрузку на изолятор подвесного самонесущего токопровода следует определять по формуле (12).

2.4.4. Расчет шинных конструкций с упругоподатливыми опорами

2.4.4.1.    Максимальное напряжение в материале шин и максимальную нагрузку на изоляторы шинных конструкций с упругоподатлнвыми опорами следует определять соответственно по формулам (17) н (18),

ГОСТ Р 50254-92 С. 21

а частоту собственных колебаний - по формуле (22), учитывая при этом, что параметр основной частоты т_х является функцией безразмерных величин C_oal /EJ и A1/ml, где С_оа - жесткость опор, а М - при веденная масса. Значения жесткости опор определяют по экспериментальным данным, а приведенной массы - согласно 2.4.4.1 Кривые для определения г, шин с жестким закреплением на опорах приведены на черт. 6, а для шин с шарнирным закреплением - ка черт. 7. Для шин с чередующимися жесткими и шарнирными закреплениями на опорах значение параметра г, допустимо приблизительно оценивать как среднее между его значениями, найденными по кривым черт. 6 и 7.

Значения для шкн с жестким закреплением на опорах при Conl³/kJ > 5000 и для шин с шарнирным закреплением на опорах при С_оп1³ / EJ > 3000 приведены в табл. 2.

2.4.4.2. Приведенную массу опоры (М) в килограммах определяют по приближенной формуле

^{М = М}оп ( “ГГ — ) ³ ,    (28)

"цш

где Л/о,, - масса опоры, кг;

Н_{и 0}„.Н_а ui — расстояния от основания опоры соответственно до центра массы оиоры (изолятора) и центра масс поперечного сечения шины (черт. 8), м.

Нели частота собственных колебаний опоры, закрепленной на упругом основании известка, то приведенную массу (А/) в килограммах следует определять по формуле

* = -^-7.    (29)

где С_оп - жесткость опоры, (фактически равная жесткости изолятора С_нз, Н/м;

/_0П - частота собственных колебаний опоры. Гц, равная частоте колебаний изолятора Гц.

2.4.5. Проверка токопроводов на электродинамическую стойкость при наличии устройств автоматического повторного включения

2.4.5.1. При наличии быстродействующих АПВ токопроводы электроустановок напряжением 35 кВ и выше следует проверять на электродинамическую стойкость при повторном включении ка КЗ.

Методика проверки приведена в приложении 4. Такой проверки не требуется, если продолжительность бестоковой паузы, (/_{в 0}) в се-

Кривы* для определения rap*метр 1 основной «стогы собствоишх коловмт* шкны фн ее жестком здкреплетш ка упругооодатливмх опорах

Черт. 6

С 24 ГОСТ Р 50254-92

куклах, составляет

^г6п>

где /j - первая (основная) частота собственных колебаний ошиновки, Гц;

Ь — декремент затухания токопровода при горизонтальных колебаниях шин.

К р*сч*ту гфкшедскло* массы оппры

2.4.6.1. При расчете гибких проводников следует определять максимальные тяжение в проводниках и отклонение провод-ников при н после КЗ.

Черт. 8

Расче! гибких проводников следует вести, Лходя из закона сохранении энергии. Предварительные оценки тяженкй в проводниках и смешений проводников допускается делать без учета влияния гирлянд изоляторов.

Расчет гибких проводников следует вести с помощью алгоритмов и программ на ЭВМ. Предварительные оценхн тяже-ний в проводниках и смещений проводников допускается делать на основе закона сохранения энергии без учета расщепления проводников .по методикам, представленным в приложении 1. 2.5. Проверка шинных конструкций, гибких проводим ков и электрических аппаратов на электродинамическую стойкость при КЗ

2.5.1. При проверке шинных конструкций на электродинамическую стойкость расчетными величинами являются максимальное напряжение в материале шин (о^) в паскалях и максимальная нагрузка на изоляторы О¹ max) в ньютонах.

ГОСТ Р 50254-92 С. 25

Для проверки электродинамической стойкости шинных конструкций следует использовать следующие неравенства:

(30)

где Оа,_п - допустимое механическое напряжение в материале шин, Па, которое следует определять в соответствии с п. 2-3;

/•'дап - допустимая механическая нагрузка на изоляторы, которую следует определяй в соответствии с указаниями п. 2. 3.

2.5.2. При проверке гибких проводников на электродинамическую стойкость расчетными величинами являются максимальное тяжение Ртлх 1 и отклонение проводов при КЗ J_otK.

Для проверки электродинамической стойкости гибких проводников следует использовать следующие неравенства:

(31)

гае Г_шп - допустимое тяжение проводов, которое следует определять в соответствии с указаниями п. 2.3;

*дои — допустимое отклонение проводов, которое следует определять в соответствии с указаниями п. 2.3.

2.5.3. Электродинамическая стойкость электрических аппаратов в зависимости от типа и конструкции характеризуется их предельными сквозными токами 1^_шСЫЛ и /,ф._скв и номинальными токами электродинамической стойкости ipo, и /_аям или кратностью тока электродинамической стойкости

Электродинамическая стойкость электрического аппарата обеспечена. если выполняются условия:

02)

где /„о - начальное значение периодической составляющей тока КЗ в электрическом аппарате: i_yд - ударный ток КЗ.

С. 26 ГОСТ Р 50254-92

3. ТЕРМИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ТОКА КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИИ

3.1.    Определение интеграла Джоуля при КЗ

3.1.1.    Степень термического воздействия тока КЗ на проводники и электрические аппараты определяется значением интеграла Джоуля (Я_тсу) в амперах в квадрате иа секунду

'откя

(33)

о

где 1_К,    - ток КЗ в произвольный момент времени г. А;

'откл ~ расчетная продолжительность КЗ в электроустановке (см. п. 1.1.5),с.

Допустимо степень гермичсского воздействия тока КЗ определять также термически эквивалентным током КЗ

(34)

•откя

и расчетной продолжительностью КЗ.

3.1.2.    Необходимый для проверки проводников и электрических аппаратов на термическую стойкость при КЗ интеграл Джоуля допускается определять приближенно как сумму интегралов от периодической и апериодической составляющих тока КЗ, т. е.

^тер ^гер.п ⁺ ®т*р-а•    (35)

3.1.3.    Методика аналитических расчетов интеграла Джоуля и термически эквивалентного тока КЗ зависит от расчетной схемы электроустановки. положения расчетной точки КЗ и ее удаленности от генераторов, синхронных компенсаторов и электродвигателей. При этом возможны следующие случаи:

а)    исходная расчетная схема электроустановки имеет произвольный вид, но дня всех генераторов и синхронных компенсаторов КЗ является удаленным, т. е. отношение действующею значения периодической составляющей тока любого генератора или синхронного компенсатора в начальный момент КЗ к его номинальному току менее двух. В этом спучае все источники электрической энергии путем преобразования схемы замещения должны быть заменены оДним эквивалентным источником, ЭДС которого принимают неизменной по амплитуде, а индуктивное сопротивление равным результирующему эквивалентному сопротивлению элементов расчетной схемы;

б)    исходная расчетная схема содержит один или несколько однотипных и одинаково удаленных от расчетной точки КЗ генераторов (синхронных компенсаторов), причем расчетное КЗ является близким: действующее значение периодической составляющей тока генератора (синхронного компенсатора) превышает его номинальный ток в 2 и более рлза;

ГОСТ Р 50254-92 С 27

в)    исходная расчетная схема содержит произвольное число источников энергии, дня которых расчетное КЗ является удаленным, а также генератор (синхронный компенсатор), который связан с точкой КЗ по радиальной схеме и это КЗ для него является близким- При этом все удаленные источники энергии и связывающие их с точкой КЗ элементы расчетной схемы следует объединить в отдельную ветвь и экви-валентную ЭДС в этой ветви считал неизменной по амплитуде;

г)    исходная расчетная схема содержит различные источники энергии, для которых расчетное КЗ является удаленным, и группу электродвигателей. причем расчетная точка КЗ находится на шинах, к которым подключены электродвигатели. При этом на схеме замещения все удаленные источники энергии и связывающие их с точкой КЗ элементы расчетной схемы следует объединить и отдельную ветвь и эквивалентную ЭДС в этой ветви считать неизменной по амплитуде.

3.1.4. При определении интеграла Джоуля и термически эквивалентного тока КЗ допускается принимать, что апериодическая составляющая тока КЗ от той части расчетной схемы, которая содержит уда-ленные от места КЗ источники энергии, независимо от ее конфигурации изменяется по экспоненциальному закону с эквивалентной постоянной времени

(х - о)

где x_iK(R = 0) и /г_ж(х - 0) - результирующие эквивалентные индуктивное и активное сопротивления рассматриваемой части расчетной схемы. определяемые из схем замещения, в которых все элементы расчетной схемы учтены соответственно только индуктивными и только активными сопротивлениями.

3.1.5. Если исходная расчетная схема содержит один кии несколько источников энергии, для каждого иэ которых расчетное КЗ является удаленным, то интеграл Джоуля (Я_т<г) в амперах в квадрате на секунду. следует опсрсделятъ по формуле

(37)

где /юе ~ начальное значение периодической составляющей тока КЗ от удаленного источника (источников), А.

В этом случае термически эквивалентный ток КЗ (/,,*.,*) в ампе-

(38)

	(1-е Т„к ).
'откл

С 28 ГОСТ Р 50254-92

В случаях, когда f_onci > 3Г,,_эк. интеграл Джоуля допустимо определять по формуле

*_пр»/^>«_м('_впо. + Г_ж).    (39)

а термически эквивалентный ток КЗ (/„р.,*) ⁸ амперах - по формуле

Л:ер.эк ~^|юс \/l ⁺ Т’а.экЛоткл *

(40)

3.1.6. Если исходная расчетная схема содержит один или несколько однотипных и одинаково удаленных от расчетной точки КЗ генераторов (синхронных компенсаторов), причем расчетное КЗ является близким, то интеграл Джоуля Д_тер следует определять по формуле

^ilortoi

*пр = Л»г ^«p.pf^+r.^d-e Т_Ы )](    (41)

где /_тог - начальное действующее значение периодической составляющей тока КЗ от генератора (генераторов, синхронных компенсаторов). А;

Г..г - постоянная времени затухания апериодической составляющей гока от генератора (генераторов, синхронных компенсаторов), с;

- относительный интеграл Джоуля:

*    .    'откп

'    /    Ь’,г    it

Я«р.г--- .    (42)

^1ЮГ^,ОТКЯ

где /„, г - действующее значение периодической составляющей тока КЗ от генератора (генераторов, синхронных компенсаторов) в произвольный момент времени, А.

Значения относительного интеграла Джоуля В_{1ер т}, учитывающего

влияние изменения во времени амплитуды периодической составляющей тока КЗ, при разных системах возбуждения генераторов и разных удаленностях расчетной точки КЗ от генераторов, т. е. разных отношениях действующего значения периодической составляющей тока генератора в начальный моменг КЗ к номинальному току машины мыут быть определены по кривым на черт. 9—12.

При рассматриваемой исходной расчетной схеме термически эквивалентный ток КЗ (/„*.,*) в амперах следует определять по формуле

ГОСТ Р50254-92 С 29

01 "J»h

л

С. 30 ГОСТ Р 50254-92

ГОСТР 50254-92 С 31

В случаях, когда f_OTlCT > 3 Г, _г, интеграл Джоуля В_тер допустимо определять по формуле

^ тер “* I nor (^тпр *©ткл * т.. _г),    (44)

а термически эквивалентный гок КЗ (/»#*>. »к) ⁹ амперах - по формуле

Л*р.»к    >/®тер.г    ⁺    7"*.rAoiKЯ-    №)

3.1.7. Если исходная расчетная схема содержит произвольное число источников энергии. ДЛЯ которых расчетное КЗ является удаленным, а также генератор (синхронный компенсатор), который при КЗ оказывается связанным с точкой КЗ по радиальной схеме и это КЗ дня него является близким, то интеграл Джоуля от периодической составляющей тока КЗ (В_ТСр._а) в амперах в квадрате на секунду следует определять по формуле

</»с + 2/_1ЮС/_|1)ГС_Яр._г ♦/*,.,Л    (*)

• •

где 1 пас ~ начальное значение периодической составляющей тока КЗ от удаленных источников энергии, А;

Q _ _г - относительный интеграл от периодической составляющей *    тока КЗ: .

^гОТЮ1

/ А«гг ^dl

=-°—- •    m

•    'nor 'откя

Значения относительного интеграла ^тср.г при разных системах возбуждения генераторов и разных удаленностях расчетной точки КЗ от генераторов могут быть определены по кривым на черт. 13-16.

При определении интеграла Джоуля от апериодической составляющей тока КЗ необходимо учитывать, что численные значения постоянных времени затухания апериодических составляющих токов от генератора или синхронного компенсатора (Г, _г) в секундах и от удаленных источников энергии (7',.ж) в секундах обычно значительно отличаются друг от друга. Поэтому интеграл Джоуля следует определять по выражению

С. 32 ГОСТ Р50254-92

С.М ГОСТ Р 50254-92

В случаях, когда /_откп > 3Г,,_г. допустимо исиольэовать выражение

Дтн>.. ”'^г*>сТ_ш.ж +!^гттТ_лл 4 —'""i/ST.    (49)

^«.»к    7».г

При рассматриваемой расчетной схеме термически эквивалентный ток КЗ определяют по формуле (34), учитывая при этом (35). Значение Д находят с помощью формулы (46), а В_тер , - с помощью формулы (48) или (49).

3.1.8. F-Сли исходная расчетная схема содержит удаленные от точки КЗ источники энергии и группу электродвигателей, причем расчетная точка КЗ находится на шинах, к которым подключены электродвигатели, то для упрощения расчета интегрхпа Джоуля группу электродвигателей допустимо заменить одним эквивалентным электродвигателем, мощность которого равна сумме номинальных мощностей отдельных электродвигателей. При этом интеграл Джоуля следует определять по методихе, изложенной в п. 3.1.7, г. е. с использованием формул (46), (48), (49), в которые вместо _г. Г,._г, Стер г ^и ®^р.г следует подставлять соответственно начальное значение периодической составляющей тока КЗ от эквивалентного двигателя /„д, посюянную времени зату. хлния апериодической составляющей его тока Т_шл и функции Gnp.a и #„р._д для этого электродвигателя. Значения этих функций для синхронных электродвигателей могут быть определены по кривым на черт. 17 и 18, а для асинхронных электродвигателей - по кривым на черт. 19 и 20.

Термически эквивалентный ток КЗ определяют по формуле (34).

3.2. Проверка электрических аппаратов на термическую стойкость при КЗ

3.2.1.    Термическая стойкость электрических аппаратов при КЗ характеризуется их нормированным током термической стойкости (^т*р.ж>рм) в амперах и допустимым временем воздействия этого тока (W-op*) в секундах.

3.2.2.    Расчетное выражение, которое следует использовать при проверке коммутационных аппаратов на термическую стойкость, зависит от расчетной продолжительности КЗ.

Если расчетная продолжительность КЗ (*_ОТкл) в секундах равна или больше допустимого времени воздействия нормированного тока термической стойкости (/„р.,*>р*«) " секундах, то для поверки коммутационных аппаратов следует использовать выражение

^тер ^ тср.иорм^ тар. норм

(50)

ГОСТ Р50254 -92 С. 35

Краме доя огрсд«лсгаи В«р.д от юохрокаого эл метро двхг irejuv

Кривы* дая q предел спя (2_ТЧ,_Л от электродяшгятш

ЕСЖЯХРОВНОГО

ГОСТ Р 50254-92 С П

Если же г_откя < r_wр.иорм, то условием термической стойкости является

(51)

3.2.3. Допускается проверку коммутационных электрических аппаратов на термическую стойкость при КЗ производить путем сравнения термически эквивалентного тока КЗ с допустимым током термической с тонкости, учитывая при этом соотношение между допустимым временем воздействия нормированного тока термической стойкости и расчетной продолжительностью КЗ. Если г_опи1 > *т*р.иорм> то проверку коммутационных аппаратов на термическую стойкость при КЗ следует производить, используя соотношение

^т»р.»к *■- ^тер.норм

(52)

Если же r_oncn < r_Ttp „орм, то условием термической стойкости коммутационного аппарата является соотношение

(53)

3.3. Проверка проводников на термическую стойкость при КЗ

3.3.1.    Проверка проводников на термическую стойкость при КЗ заключается или в определении их температуры нагрева к моменту отключения КЗ и сравнении этой температуры с предельно допустимой температурой нагрева соответствующих проводников при КЗ. или в определении термически эквивалентной плотности тока КЗ и сравнении этой плотности с допустимой плотностью тока КЗ.

3.3.2.    Расчет температуры тгрева проводников к моменту отключения КЗ следует вести с использованием кривых, приведенных на черт. 21 - дчя жестких шин. кабелей и некоторых проводов, и черт. 22 - для проводов других марок.

С этой целью необходимо:

1)    на черт. 21 выбрать кривую, соответствующую материалу проводника. и по этой кривой, исходя из начальной температуры проводника t?„. определить значение функции А _а и. А ■ с^а/мм⁴;

2)    в соответствии с указаниями пп. 3.1.5 — 3.1.8 определить значение интеграла Джоуля

3)    найти значение функции А₉ к. соответствующее конечной температуре нагрева проводника д_х

(54)

С. М ГОСТ Г 50254 -92

Кривые для определения температуры натрем шик, проводив и кабелей ю различных материалов при КЗ

Материалы проводников: 1 - ММ; 2 МТ; 3 . AM, 4 - АТ; 5 - АДО; ACT; 0 - АД31Т1; 7 - АД31Т; 8 - СтЗ

Черт 2!

Кривые для опредслеиин температуры иагрева проводов при КЗ

Матерями проводов: I - сплавы АЖ и АЖКИ, 2 - сплавы АН и АНКП; 3 -алюминий марок А. АКП, АпКП и ствяеалюиннкИ марок АС. АСКП, АГКС, АСК, АпС, АпСКС, АпСК

Черт. 22

ГОСТ Р 50254-92 С. 33

С 40 ГОСТ Р 50254-92

Ао_п - значение этой функции, соответствующее температуре проводника до КЗ.

Термическая стойкость проводника обеспечивается, если площадь сечения (S) в миллиметрах в квадрате удовлетворяет неравенству:

S V® -S тсрпмг) ■

3.3.4. Если нагрузка проводника до КЗ близка к продолжительно допустимой, то минимальное сечение проводника, отвечающее требованию термической стойкости при КЗ. определяют по формуле

S„(56)

т

где С_т * у/Л_Лят-А4_тм: А • с*/мм* ;

^^в>юм ^{— зкачснис} функции А(, при продолжительно допустимой температуре проводника.

Значения параметра С_Т для жестких шин приведены в пбл. 7, для кабелей - в табл. 8, для проводов - в табл. 9.

ГОСТ Р 50254-92 С 41 Таблица 8

Значения параметра С, кабелей

3.3.5. Допускается проверку проводников на термическую стойкость при КЗ проводить путем сравнения термически эквивалентной плотности тока КЗ (/„р. ж) в амперах на квадратный миллиметр

(57)

•9

с допустимой в течение расчетного времени КЗ плотностью тока (■/«р.я>п) ^в амперах на квадратный миллиметр

/ ^л’^тС^а- '• ^<58)

С 42 ГОСТ Р 50254 -92

|Де-щ>.ж>п1— допустимый ГОК односекундного КЗ, А; его значения для кабелей даны в нормативных документах.

Проводник удовлетворяет условию термической стойкости при КЗ, если выполняется соотношение

3.3.6. Если нагрузка проводника до КЗ близка к продолжительно допустимой, то допускается проверку проводника на термическую стойкость при КЗ проводить, используя соотношение

(60)

3.4. Проверка силовых кабелей на невозгораемость при КЗ

3.4.1. Для проверки силовых кабелей на невозгораемость при КЗ следует в соответствии с п. 3.3.2 определить конечную температуру нагрева их жил £_к при расчетной продолжительности КЗ (см. п. 1.1.5) и сравнить ее с предельной температурой невозгораемости

Невозгораемость кабеля обеспечивается, если выполняется условие

(61)

Предельная температура невозгораемости кабелей 6 кВ с пропитанной бумажкой изоляцией равна 400 °С для бронированных и 350°С - для небронированных кабелей.

гае S площадь то перечного сечения проводника, м¹;

Д W - расчетная энергия;

Д Н' = д W_K при Д WJMgl < 2;

Д W_p - 2Mg! при Д кум*/ > 2, где Д W_K . энергия. накопленная проводником одного пропета за расчетное время КЗ, Дж;

/ - длина проводника в пролете, м;

kfgi

P'si - тяжение в проводнике до КЗ, равное —— ;

*/п

Mgl - максимально возможная расчетная потенциальная энергия провод

ника;

М - ма«а проводника в пролете, кг; g ускорение свободною падения, м/с’;

/„ - провес проводника в пролстс, м;

L - расстояние от прямой, соединяющей точки крепления проводов на

соседних опорах, до центра масс провода в пролете, м, причем

L = 2/„/3.

Модуль упругости {£) проводника, свитого из пучка тонких проволок, как при наличии упрочняющего стального провода, так и без него, следует принимать меньшим, чем модуль упругости материала проводника к»за повышенной ряст» жимости вкгого проводника при нагружении. Его значение необходимо определять опытным путем.

1.2. Максимальное смешение провода (»_отк) в метрах следует определять по формулам:

W % V ¹ - (1 - -щР )* при Д WJMgl < |; W * /п "Р" ^д w * ¹-

При кратковременном КЗ ЭнергМО . накопленную проводником <Д 1**_к) в джоулях, следует вычислжь по формуле

Д W" = MgL (1 - СО» о) ♦ -1 J(о’ )* ,

где она' - угол отклонения проиода и его первая прок*»охмая по >рснмк п момемт шключония КЗ;

С. 44 ГОСТ Г 50254 -92

J - момент шериии проход» относительно оси, проходящей через опоры провод», м*.

Кривые зависимости ОПОСКПЛЫПВ параметров проводник* (Дк'_к/А/^/.) от относительной продолжительности КЗ (г), относительных нагрузок на провод (f^, j j) " относшеяышх размеров (в/£) при двух- и трехфазном КЗ приведены соответственно ив черт. 23 и 24. При атом относительную продолжительность КЗ следует определить как

г - -*-V I,

2я

где г - расчетная продолжительность КЗ, с;

w₀ - y/MgL/jT

Нагрузки (f*_) в птош следует определять щи разлишых в клоп КЗ (/-'2.3):

-    дла двухфазною КЗ

F⁽*>= 2 »o-⁷-L    ;

-    для трехфазкого КЗ

/?<*>■ 1,5 10^-7 J- (Z^*.

где и — начальные девствующие значения периодической составляющей токов соответственно двух- и трехфазмого КЗ, А.

1.3. При относительной продолжительности КЗ г > 0,6 энергию, накопленную проводником (ДН^) в джоулих, слепует определять в зависимости от вида КЗ:

-    при двухфазном КЗ

4W » х Дк'⁽²⁾ ,если Дй-⁽²> =/г(2)_в)п£ЛМ > 2MgL ; к j    к    к    ₍

Д^_к = Mgh, если Д W <*> < гMgL\

-    при трех фазном КЗ

ДW Ш -L ДК'^\ вели Д!*^ - 1.33 F°> «|1п    0,5    ln^e—)>2MgI.    .

*    2    *    ^к    а    о

ДW_K = Mgh, если Д^^с ZVgL,

где h - максимальмая высота подъема центра масс провода во время КЗ, определяемая кз соотношения к/а, м.

Параметры Л/а для случаев двух- и трехфазмого КЗ следует определять по кривым, приведенным соответственно на черт. 25 и 26.

ГОСТ Р 50254-92 С. 45

Характеристики ——-при авухф»эном КЗ

MgL

Черт. 23

ГОСТ Р 50234-92 С. 47

2. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ГИБКИХ ТОКОПРОВОДОВ С УЧЕТОМ КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК

Допустимое сближение фаз оценивают по следующему условию в - 20' ♦ ^р) < ^amfn дол*

гас у - максимальное отклонение провода, м;

в - расстояние между токо про подачи соседних фаз, м;

Гр - радиус расщепления фазы, м; ^атш доп - наименьшее допустимое расстояние между фазами, м.

Максимальное отклонение провода при двухфазном КЗ определяют по выражению

У ^т 1.25 V /. - Н\

гае /, - стрела провеса провода, м;

N - высота расположения проводя относительно точки подвеса в момент его максимального отклонения, м, которая равна H-f_t cos «г - 0,06 к* . где в - угол отклонения провода фазы к моменту отключения КЗ, рад;

г - скорость движения центре масс провода к моменту отключении КЗ, м/с. Угол а определяют по формуле

0.7 $Wt_K

гае Г_к расчетная продолжительность КЗ, С.

Скорос-п. v определяют по формуле

*0'к*Гь)

Л?    ’

гае/по - начальное действующее значение периодическое составляющей тока КЗ, кА;

7» - постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ,

с;

$ - приведенная нагрузка на фазу, Н/м, которая равна q • рК, где р - поюкный вес фазы, Н/м;

К - коэффициент нагрузки, учитывающий влияние натяжных гирлянд изоляторов и спусков. Например, для пролета воздуижой Л1«ки К =* 1, для пролета наружно* электроустановки с двумя натяаосыми гирляндами

_кг _я    4    12    Pgf    (£?. *L Qr),

гае

/,    2/_r;    Q-pl;    Q,    -pi,.

Если H < 0, то принимать // - 0.

С. 48 ГОСТ Р 50254-92

Характеристики - при двухфазном КЗ

Л

ГОСТ Р 50254-92 С. 49

Характеристики — при трехфином КЗ а

С. 50 ГОСТ Г 50254-92

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Рекомендуемое

Та б л и ц* 10 Расчетные виракаяме для определения коэффициента 1/X(Z)

ГОСТ Р 50254-92 С 51

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Рекомендуемое

МЕТОДИКА ПРОВЕРКИ ТОКОПРОВОДОВ НА ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКУЮ СТОЙКОСТЬ ПРИ ПОВТОРНОМ ВКЛЮЧЕНИИ НА КЗ

Наибольшее напряжение в материале шин и максимальную нагрузку на изоляторы при повторном включении на КЗ определяют по формулам

aU) = о, (2)в - ^ ¹⁰    '- А п

X(Z)aW    ^>П

где a, (Z) и F_lnux - наибольшее напряжение и нагрузка при первом КЗ;

в - коэффициент превышения напряжения к нагрузки при повторном КЗ.

Коэффициент превышения в определяют по кривым черт. 27а в зависимости от декремента mi ухай кя б. Номер расчетное кривой на черт. 27а определяют в зависимости от продолжительности бестоковой паузы г_{б п} и частоты собственных колебаний шины /,, исполыуя черт. 276. Если точка с координатами t_6jn м /, лежит в зоне, ограниченной осями координат и кривой /, то коэффициент в определяют ко кривой /, черт. 27а. Если »та точка лежит в тоне, ограниченной кривыми I и II, то в определяют по кривой 2 и т д. Следует отметить, что расчетные коэффициенты в получены при наиболее неблагоприятных условиях коммутаций, которые приводят при первом КЗ, в бестоковую паузу и повторном включении на КЗ к наибольшим напряжениям в материале шин и нагрузкам на юолеторы и таким образом обеспечивают оценку электродинамической стойкости ошиновки.

С 46 ГОСТ Р SOZ54-92

Характеристики — при трехфааном КЗ

С SWOCTP 50254 - 92

К оорадишшм коэффициент fip«»wruHHiL4 е ■ маисммости

®T6.f fl.,»/,

ГОСТ Р 50254-92 С 53

ПРИЛОЖЕНИЕМ

Рекомендуемо*

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКОЙ СТОЙКОСТИ МИННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Прям с? 1. Проверить электродинамическую стойкость грехфазиов шинной конструкции, изоляторы которой обладают высокой жесткостью, при действии ток» КЗ <⁽2п= 155 кА.

Шюты выполнены и» алюминиевого сапам марки АД31Т1. имеют прямоугольное сечснис (60 X 6) мм*, четыре пролет», расположены в одной плоскости и их параметры:

/ • 1.2 м; в • 0,6 м; т • 0,972 кг/м;

Е *7.10^|оП«; о_аоп= 137,2 МПа.

Согласно табл.4

^{1 а} ТГ " ~Чт~^я 10*⁸ см< * ^10,8 ' ¹⁰‘* ^й*^:

W* —— - -5*£iL » 3 6 см * •» 3.6 • 10** м*. 6 6

Частота собственных колебаний

где/, = 4,73 соответствует расчетной схеме 5, табл. 2.

В соответствии с черт. 5 коэффициент динамической натру меи И»* П = 1,1. Максимальное напряжение в шинах, определяемое по формуле (15), равно

v5io^?-i^*us.io*j,i

о___- —-Т,----- 254 • 10* Па - 254 МПа.

max _хн,

_t определено по формуле (2), коэффициент X - ю табл. 2.

Поскольку a_max =254 МПа > a_!VyTt = 137,2 МПа, то шины не удовлетворяют условию электродинамической стойкости. Для сжижения максимального напряжен ния в материале шин необходимо уменьшить длину пролета. Наибольшая допустимая алина пролета

С. 54 ГОСТ Р 50254-92

Примем длину пролета I• 0,8 м.

В этом случае/, = 491 Гц; fj - 1,04 и

у/Г'Ю^’ОА¹ -1 ss* •! 0*- 1,04 О « -------=    134    МЛ*    <    0___П.

ЯВОГ    12    • 0,6 • 3.6 • 10    ^ао"

Максимальную нагрузку на изолятор определяем по формуле (2):

*^{тйт = ^¹~ ¹ Ч^,{1Ь' *ф*_Расп ■    ' о.8 • 155’ ■ 10* ■ 1 -1 - 5541 Н.

а    ^уа    0,6

Выбираем изоляторы ткга ИОР -10-16.00 УХЛЗ. Они удовлетворяют условию электродинамической стойкости (29), так как

^Fпои ^{= 0,6 f}paap ⁼ °'⁶ '¹⁶⁰⁰⁰ “ ^{9600 Н >} р(твх ^{= 5541 Н}

Таким обра>ом шинная конструкция при уменьшении длины пролет* до 0,8 м отвечает требованиям мекгродихамической стойкости.

Пример 2.    Проверить электродинамическую стойкость трехфазной

шинной конструкции в цепи генератора, шины которой состоят из двух элементов корьпиого профиля при nQ = 120кА.

Алюминиевые шины (марки АЛО) сечение^; 2 - 34 35 мм¹ расположены в горизонтальной плоскости и имеют следующие параметры: I « 2 м; a = 0,75 м; ^т>п ^{= 9}-²⁷ кг/м; F = 7 • Ю¹⁰ Па; с_доп - 41 МПа; а„, • 0,2 м; 1„ — 1 м; У^О.-Га ^{=    = 264 1 10} '^м*^; }У-У ^{ш 1 я} 4220 ' ‘О 'м⁴; V/ = 422 ■ 10 ‘м¹;

40 10'*м'.

Частоты собственных колебаний шины и .элемента шины, определяемые по формулам (22) и (24),равны

2 J.nr    9.27

r\    /-ETZ    <.75*    /7    •    10^,в-254    -    10''

_/т,--V----V-

^2,/*л    "1л    11,14    1    9.27

Для полученных значений/, щ/j _м. ч и >>„, равны 1.0 (черт. 5).

Максимальные напряжения в материале шин. которые обусловлены взаимо действием токов разных фаз и токов элементов одной фазы в соответствии с фор. мулами (15) и (22) равны

°л1тах =    ч-    - • 120* • 10* • 1 - 2,62 -10*Па - 2,62 МПа ,

XW    12 0.7S -422 • 10‘*

11° "'U* /'УЛЧ*    210    ’■    1*1    120*

7,5 10* 11а г* 7,5 МП» .

ГОСТ Р 5 0254-92 С 55

Суммарное напряжение в материале шниы

°тах = °ф max * «х, max ~ 2.62 • 7.5 = 10,12 МП.

Шины удовлетворит у сломит электродинамической стойкости, так как °тах ~ 10,12 МП* < о_яоа^ш 41 МП*.

Максимальна* нагружв на изолятор, определяема» по формуле (2), равна

F<-j>    =    ,_2tf ,₀„ _{= 664JH}

^JX    0,7S

Выбираем иаолягор типа ИО- 11X20.00 УЗ.

Разрушающая нагрузка для этого изолятора составляет    “ 20000 Н,

высота //,,, ■ 134 мм Изолятор имеет внутреннее креялемие арматуры (черт. 3 а), полому А_ц - а_м!2 = 0.1 м.

Согпасно (8) допустимая нагрузка при из>ибе изолятора раина

W_M>    0.134

'"поп = °-⁶    -—- = 0,6 • 20000----«■ 6872 Н.

Ац*//_Иэ    0,134*0,1

Расчетная максимальная нагрузка на изоляторы не превышает допустимую ^р(щх = ^{6643 Н<Л}'яоп = 6872 .1,

поэтому изолятор типа ИО-10-20,00 У 3 удовлетворяет условиям злектродинам* чсской стойкости.

Пример 3. Проверить. эле»стродииамическую стойкость шинной конструкции наружной электроустановки напряжением 110 кВ при 1_уа ■ 50 кА. Тру&аатче шины квадратного сечения выполнены из алюминиевого сплава АД31Т и расположены в одной плоскости. Высота шниы Я - 125 мм. толщина г - 8 мм, погонная масса т * 8,96 кг/м. Длина пролета I * 5,0 м; расстояние между фазами а- 1,0 м. Допустимое напряжение в материале шины o_uon = 89 МПа, модуль упругости К * 7 • 10“ Па. Изоляторы типа ИОС-110-600 имеют высоту //„, = 1100 мм. рас* стояние от головки изолятора до центра тяжести шины А„ “ 80 мм. высоту арматуры нижнего фланца изоляторе Я = 100 мм.

Жесткость юолятора    «1100 кН/м, частота собственных колебаний / =

- 28 Гц.

Момент инерции и момент сопротивления шины в соответствии с формулами табл. 4 составляв»

Я*-А*    пУ-мУ

J =-----— - 858.2 см ~ 858.2 10 * м .

12    12

"-^1 = = „,.₃ .,0-_М'.

(Л    6 I2.J

где А-Я - 21- 12,5 - 1.6= 10,9 см.

С 56 ГОСТ Р 50254-92

До пусти мм нагрузка на изолятор

1000

F„_ - 0.6 -600- = 333 дан = 3330 Н.

^аОП    1000** о

гаяН • Н„ - //,_рм = 1100- 100- 1000 мм.

Знамена жесткости и частоты колебаний опоры допустимо принать равными жесткости и частоте колебаний изолятор», тик как изоляторы шинной конструкции установлены на весьма жестком основании.

Привелеинаа масса в соответствии с формулой (28) равна

L_on    11UU • 1 О

М = -—-=-= 35.6 кг.

(J*/on)’    (2* • 24) *

Необходимые дм о пред елся ив параметра основной частота величины соот-ветствошо рамы

1100 • 10*- 5 *

Cl'lEJ --= 229;

^0,1    7 • 10**• *Я,2 • 10"*

И>

М/т1= -= 0.795.

!,«« »

По кривым черт. 6 параметры частоты г, = 3,3, поэтому

•3^‘    /7-10‘* 454,2 -ИГ*

'• -ТГ?-/-Мб-“^||Гц‘

По кривой черт. 5 п= 0,90.

Максимальное напряжение в материале тины и нагрузка ка изоляторы в соответствии с (15) и (2) составляет

VT-10"’ •*’

• 50* • 10* • 0,9 = 5,9 МПа;

12    1    -U7.J

10’.»

50* -10* 0,9= 1946 Н.тл.

= ⁵.^9<<^оп = 89 МПа и

^fm«-‘^946H</?W,„-^3300H-

Шкииая ко ветру кии* удовлетворяет условиям электродинамической стойкости.

ГОСТ Р S02S4-92 С. 57

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1.    РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН подкомитетом ПК- 2 технического комитета ТК 117

РАЗРАБОТЧИКИ

Л.Г. Мамнконянц, д-р техн. наук; Б.Н. Неклспаев, д-р техн. наук (руководители темы); А.В. Клименко, д-р техн. наук, ИJ1. Крючков. канд. техн. наук; Ю.Н. Львов, канд. техн. наук; В.В. Жуков, канд. техн. наук; ЕЛ. Кудрявцев, д-р техн. наук, АЛ. Долин, канд. техн. наук

2.    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 08.09.92 № 1141

3.    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Редакгорй.Д Огурцов Технический реоакгор ОМ. Власова Корректор В. И. Варсчиовг

Поап. в аеч. 10.OS.93. Уся. печ. л. 3,5. Уел. кр. отт. 3,75. Уч.-кзд. л. 3,10. Тир «ж 6&1 *М. Зек. 1318    С I3S.

Орд*н» ..Зиак Почет»" Издательство стандартов,

107076, Моек»», Колопс»иый п«р.. 14.

НаЛрамо в Издательстве стандартов на ИПУ.

Калужская типография стандартов 248006, Калуга, ул. Московская. 256.