Понятие термической стойкости

Способность электрического аппарата и любого токоведущего элемента противостоять термическому действию тока КЗ называют термической стойкостью при токах КЗ.

В реальных условиях, в момент возникновения тока КЗ, обычно материал токопровода аппарата уже имеет температуру, отличную от нуля. Если в момент начала процесса КЗ, при t = 0 токопровод имеет начальную температуру 6_нач, то^[1] допустимое значение Ь_к следует определить как разность.

Для проверки термической стойкости сначала целесообразно найти значение интеграла Джоуля за время отключения при ожидаемом токе КЗ.

где i_K3 — ток КЗ в любой момент времени от момента возникновения до ^откл'^{откл —} расчетная продолжительность КЗ.

Термическая стойкость обеспечена, если выполнено неравенство.

Если при выборе поперечного сечения проводника определяющим условием является его термическая стойкость, то необходимое сечение проводника можно найти как

Вопросы практики При возникновении КЗ практически всегда имеет место переходный процесс. В этом процессе ток имеет периодическую и апериодическую составляющие. Интеграл Джоуля допускается определять приближенно как сумму интегралов от периодической и апериодической составляющих [6].

Присоединение электрического аппарата должно выполняться проводниками, которые обладают не меньшей термической стойкостью, чем сам аппарат. В частности, для автоматических выключателей и выключателей нагрузки задаются изготовителем нормированное время термической стойкости f_{Tep ilopM} и соответствующее этому времени значение наибольшего кратковременного допустимого тока I_cw. Поэтому присоединяющие проводники должны быть проверены на термическую стойкость при значении интеграла Джоуля В_к = /?,?_{тернорх1}.

Теперь можно ответить и на вопрос задачи, если воспользоваться формулой (4.21). А именно необходимое поперечное сечение присоединительной шины должно удовлетворять неравенству.

Типовая задача 2.

Найти допустимый ток термической стойкости алюминиевой шины прямоугольного сечения 50×6 мм² при длительности короткого замыкания 0,5 с. Перед возникновением КЗ шина имеет длительно допускаемую температуру 75 °C. При коротком замыкании допустимая температура для неизолированной алюминиевой шины составляет 200 °C.

Решение

? Для отыскания А (Ф_иач) и А (д_к) воспользуемся более детальными кривыми, представленными в работе |6|. Тогда Л (д_к) = 1,45 • 10⁴ (А² • с/мм⁴) и А (Ф_мач) = 0,7 • 10⁴ (А² • с/мм⁴). Разница этих значений дает.

Из уравнения (4.20) следует, что допустимое значении интеграла Джоуля должно удовлетворять неравенству В_к <5²6_к доп. При поперечном сечении шины, равном 5= 50×6 = 300 мм², допустимый интеграл Джоуля В_к < S²b_{K доп} = = 300² • 0,75 • 10⁴ = 6,75 • 10⁸ (А² • с).

Исходя из определения интеграла Джоуля при длительности КЗ 0,5 с найдем допустимый ток термической стойкости:

• [1] В силу свойства аддитивности интеграла.