i пс = 1,8.Ö2.I ном.о = 1,8.Ö2.31,5 = 80,186 кА;

- Эффективное значение предельного сквозного тока КЗ

I пс = i пс/Ö3 = 80,186/Ö3 = 46,295 кА;

- Предельный ток термической стойкости

Iпс = I ном.о = 31,5 кА;

- Время протекания предельного тока термической стойкости

T пт = 2 c.

4.1.5. Ударные токи КЗ

- Ударный ток КЗ:

i уд = i пс = 80,186 кА;

- Эффективное значение ударного тока КЗ:

I уд = i уд/Ö3 = 80,186/Ö3 = 46,295 кА.

4.2. Расчёт кратковремённого нагрева токоведущих частей токами КЗ

Условие термической стойкости токоведущих частей: Qк < Qдоп. Используя кривые адиабатического нагрева проводников Q = f(A){6, стр.83}, можно найти температуру токоведущих частей в конце КЗ Qк и сравнить её с предельно допустимой температурой нагрева Qдоп.

Значение коэффициента А при температуре Qк определяется по формуле:

Ак = Ан + (Iт/F)2.tт, где

Ан – значение коэффициента А при температуре проводника перед началом КЗ Qн, равной наибольшей допустимой температуре нагрева при длительной работе при номинальном токе;

Ак - значение коэффициента А при температуре проводника Qн;

Iт - ток КЗ (термической стойкости), протекающий за время tт = 2 сек.

Проверке подлежат

- Медный ламельный контакт ДУ

Qн = 90°С {ГОСТ 8024-84}, Qдоп = 300° С, Ан = 1,60.1016 А.сек/м2 Þ

Þ Ак = 1,6.1016 + (31500/0,00257)2.2 Þ 1,65.1016 А.сек/м2 Þ

Qк = 120° С < Qдоп.

- Латунная токоведущая труба ДУ

Qн = 60°С {ГОСТ 8024-84}, Qдоп = 250° С, Ан = 0,40.1016 А.сек/м2 Þ4

Þ Ак = 0,40.1016 + (31500/0,003890)2.2 Þ 0,50.1016 А.сек/м2 Þ

Qк = 145° С < Qдоп.

Рис 7. Тепловая модель ДУ ВВМ-500

4.3. Исходные данные для расчёта

нажатия в скользящем ламельном контакте

Исходные данные взяты из литературы {4}, {5}, {6}, таблицы 2.

- Номинальный ток выключателя Iном = 2000 А;

- Максимальная температура контактов из меди и

медных сплавов Jдоп = 120° C;

- Превышение температуры контакта над температурой

удалённых точек Dt = 5 К;

- Количество ламелей m = 15;

- Количество точек касания для линейного контакта n = 2;

- Удельное сопротивление меди при 0° C r0= 1,62.10-8 Ом.м;

- Температурный коэффициент электрического

сопротивления меди при 0° C a = 0,00433 K-1;

- Теплопроводность меди при 0° C l0 = 388 Вт/(м.К);

- Микротвёрдость меди при 0° C H = 730 МПа;

- Температура плавления меди J0 = 1083° С;

- Температурный коэффициент электрического

сопротивления меди при 0° C a = 0,00433 K-1;

- Коэффициент шероховатости поверхности xм = 1;

- Коэффициент неравномерности по точкам касания kн = 1,1 ¸ 1,3.

Предварительные расчёты:

r = r0.(1+acu.Jдоп) = 1,62.10-8.(1 + 0,00433.105) = 2,357.10-8 Ом.м;

l = l0.(1 - bт.Jдоп) = 388.(1 - 1,8.10-4.120) = 379,619 Вт/(м.К);

Qн = 273 + Jдоп = 273 + 120 = 393 К; Qпл = 273 + Jпл = 273 + 1083 = 1356 К;

H¢=H.[1-(Qн/Qпл)2/3]/[1-(273/Qпл)2/3]=730.[1-(393/1356)2/3]/[1-(273/1356)2/3]; H¢ = 622,5 МПа.

Расчёт контактного нажатия по сферической формуле:

Fк.сфр = [n.(Iном/(n.m).kн)2.kл.p.xм.Hб]/[16.l2.(аrccos(Tк/Tм))2];

Fк.сфр = [2.(2000/(2.15).1,2)2.2,357 ´ 10-8.3,14159.3,7.108]/

/[16.379,6192.(аrccos(388/393))2];

Fк.сфр = 7,826 H.

Расчёт контактного нажатия по эллиптической формуле:

Fк.элп = [n.(Iном/(n.m).kн)2.r.p.sсм]/[32.l.(Tк - Tм)];

Fк.элп = [2.(2000/(2.15).1,2)2.2,357.10-8.3,14159.3,7.108]

/[32.379,619.(388 - 393)];

Fк.элп = 7,972 H.

4.4. Расчёт параметров скользящего

ламельного контакта ДУ программой {4}

- Исходные данные:

Исходные данные для расчёта взяты из {3}, {4}, {5}.

· Материал контактной пары латунь/медь;

· Номинальный ток 2000 А;

· Номинальный ток отключения 31500 А;

· Допустимая температура в номинальном режиме 120+273=393 К;

· Допустимая температура при КЗ 300+273=573 К;

· Температура плавления 1083+273=1356 К;

· Твердость по Бринелю при 0°С 5.108 Н/м2;

· Теплопроводность 388 Вт/(м.К);

· Длина ламели 0,051 м;

· Внутренний диаметр ламели 0,082 м;