Проверка выбранных изоляционных расстояний по длине пути утечки.

Для выключателей на номинальное напряжение 220 кВ степени загрязнения II и категории исполнения Б по ГОСТ 9920 – 89 удельная длина пути утечки составляет[4]:

Расчетное значение данной величины определяется формулой:

, (3.10)

 

где L_ут – длина пути утечки по поверхности изолятора, см;

U_{наиб. раб .} – наибольшее рабочее напряжение, кВ.

Стандартная длина пути утечки изолятора наружной установки на номинальное напряжение 220 кВ:

Отношение длины пути утечки внешней изоляции к наибольшему рабочему напряжению:

>

Условие выполняется, следовательно, выбранный изолятор обеспечивает надежную работу при длительном воздействии на него рабочего напряжения.

 

4. Расчёт токоведущей системы

В качестве исходных параметров для расчёта токовых характеристик взяты номинальный ток выключателя I_ном = 3150 А и номинальный ток отключения I_он = 40 кА

Определим ток отключения[1]:

, (4.1)

 

 

Рисунок 4.1-Апериодическая составляющая тока

Время принимают равным минимальному значению собственного времени отключения выключателя t_{о.с.,мин} с добавлением минимального времени действия релейной защиты 10 мс:

По графику %.

1)Ток отключения в момент размыкания контактов:

Учитывая, что , получаем:

2)Эффективное значение тока КЗ за один период промышленной частоты [1]:

(4.2)

3)Ударный ток короткого замыкания[1]:

(4.3)

4)Ток термической стойкости

Значение тока термической стойкости за время его протекания должно быть не менее величины номинального тока отключения

≥ ;

Время протекания тока для выключателей на U_ном = 220 кВ принимается равным t_т = 1 или 3 с

Примем значение времени термической стойкости равным t_т = 3 с

5)Ток динамической стойкости

 

6)Ток включения

Для наибольшего гарантированного изготовителем значения тока КЗ, которое выключатель может включить без повреждений обязательно соотношение

 

5. Расчёт розеточного контакта выключателя

Рисунок 5.1-Розеточный контакт

(d_ср =7,8см; L =5 см; m =24; n =2)

 

5.1. Расчёт контактного нажатия по номинальному току

Расчёт контактного нажатия по номинальному току могут быть определены по следующим формулам [5]:

, (5.1)

где - температура медного контакта;

- температура контактной площадки;

, (5.2)

где λ₀ – коэффициент теплопроводности материала при температуре = 0 °С;

β_т – температурный коэффициент теплопроводности, .

Из справочных данных для меди[5]:

λ₀ = 388 ,

β_т =1,8·10^-4 ,

(5.3)

,

где - температура плавления меди;

.

Величина силы контактного нажатия на одну точку касания розеточного контакта при протекании номинального тока:

5.2. Расчёт сил в розеточном контакте при протекании тока короткого замыкания

Определим фактическую силу, действующую на ламель по формулам [1]:

 

, (5.4)

где -сила контактного нажатия действующая на одну точку касания розеточного контакта, Н;

– сила отталкивания, действующая на одну точку касания розеточного контакта, Н;

– сила электродинамического взаимодействия, действующая на одну точку касания розеточного контакта, Н.

где .

Таблица 5.1- Результаты расчета электродинамической силы

№ламели	αi, град	cos(ai)	а1/i, см	Q1/I,Н
	82.5	0.13	1.014	27.6
		0.25	1.950	13.7
		0.37	2.886
		0.5	3.900
		0.6	4.680
		0.707	5.515	5.8
		0.78	6.084	5.6
		0.866	6.755	5.4
		0.92	7.176	5.4
		0.965	7.527	5.3
		0.99	7.722	5.3
			7.800	5.3

 

, (5.6)

Q =102Н

Тогда сила электродинамического взаимодействия, действующая на одну точку касания розеточного контакта равна:

 

Сила отталкивания, действующая на одну точку касания розеточного контакта, определяется следующим уравнением [2]:

, (5.7)

где F_к – площадь поперечного сечения контакта (ламели), м²;

F_пл – площадь поперечного сечения контактной площадки, м²;

;

Площадь поперечного сечения контактной площадки определяется по формуле [3]:

, (5.8)

Приняв первоначально , определим площадь поперечного сечения контактной площадки:

Расчет по формулам (5.7), (5.8):

Второе приближение:

Расчет по формулам (5.7), (5.8):

,

Третье приближение:

Расчет по формулам (5.7), (5.8):

Принимаем силу