Выбор шин. 
Релейная защита и автоматика системы электроснабжения и электрооборудования технологической установки

В качестве сборных шин выбраны алюминиевые шины прямоугольного сечения размером 30×4 мм. Длительно допустимый ток при одной полосе на фазу составляет Iдоп =365 А. Условие выбора:

Iрасч= I_ном? I_доп

300А?365А Проверим шины на электродинамическую стойкость к токам КЗ. Шину, закрепленную на изоляторах, можно рассматривать как многопролетную балку. Наибольшее напряжение в металле при изгибе:

у=М/W (3.18).

где М — изгибающий момент, создаваемый ударным током КЗ, Н*м;

W — момент сопротивления, м3.

Изгибающий момент для равномерно нагруженной многопролетной балки равен:

М=FЧl/10 (3.19).

где F — сила взаимодействия между проводниками при протекании по ним ударного тока КЗ, Н;

l — расстояние между опорными изоляторами, l=1,1 м;

Момент сопротивления при расположении шин плашмя:

W=bЧh²/6 (3.20).

где b, h — соответственно узкая и широкая стороны шины, м.

W=0,004Ч0,03²/6=0,6Ч10^-6м³

Наибольшее электродинамическое усилие:

F=1,76Ч (l/a)Чi²_удЧ10^-7ЧК_ф (3.21).

где a — расстояние между токоведущими шинами, a = 0,35 м;

К_ф— коэффициент формы, К_ф =1,1.

Проверим для точки К-1:

F=1,76Ч (1,1/0,35)Ч6316²Ч10^-7Ч1,1=13,9 Н Для точки К-2 проверять не будем, поскольку ударный ток в ней меньше на 20%.

Тогда изгибающий момент для равномерно нагруженной многопролетной балки определим по формуле (3.19):

М=13,9Ч1,1/10=1,5 Н· м Тогда наибольшее напряжение в металле при изгибе:

у=1,5/(0,6Ч10^-6)=2,5 МПа Допустимое напряжение при изгибе для алюминиевых шин 70 МПа.

у = 2,5 МПа? у_доп = 70 МПа Следовательно, выбранные шины удовлетворяют условиям электродинамической стойкости.

Для проверки возможности возникновения механического резонанса в шинах определим частоту свободных колебаний шин:

f₀=(3,56/l²)Ч (3.22).

где l — пролет шины, l =1,1 м;

— модуль упругости материала шин, для алюминия =7,2Ч10¹⁰ Н/м2;

mмасса единицы длины шины, m = 0,802 кг/м;

Jмомент инерции сечения шин относительно оси изгиба.

J=bЧh³/12 (3.23).

J=0,004Ч0,03³/12=9Ч10^-9

f₀=(3,56/1,1²)Ч=85 Гц Т. к. f₀ > 50 Гц, то явление резонанса не учитываем.

Таким образом, выбранные шинопроводы и сборные шины удовлетворяют условиям электродинамической стойкости.

Проверим шины на термическую стойкость к токам КЗ.

Минимально допустимое сечение алюминиевых шин:

F=I_?Ч / 95 (3.24).

где I_?— периодическая составляющая тока КЗ в точке КЗ;

t_пр — приведенное время КЗ/.

t_пр= t_пр.п+ t_пр.а (3.25).

где t_пр.а — время действия апериодической составляющей времени КЗ;

t_пр.п — время действия периодической составляющей времени КЗ.

Для времени отключения КЗ t_откл= с и в" = 1.

t_пр.п=0,8 с.

Отсюда термически стойкое сечение шин:

F_т=7293Ч/95=69 мм²

Выбранные шины удовлетворяют условиям термической стойкости, т.к. Fш * Fт, или 30Ч4 =120 мм2 Ч 69 мм²