Исследование возникновения резонанса при воздействии динамических усилий на конструктивные элементы электроустановок

Abstract

Рост уровней токов короткого замыкания в энергосистеме Республики Беларусь тре-бует исследования параметров электродинамической стойкости основных конструктивных элементов электроустановок с гибкими проводниками. В режиме короткого замыкания по про-водникам электроустановок протекают токи, в сотни раз превышающие токи рабочего режима. При взаимодействии магнитных полей, образованных этими токами, возникают значительные электромагнитные усилия, оказывающие разрушающее воздействие как на сами токоведущие части, так и на конструктивные элементы электроустановок: опорные изоляторы, коммутаци-онные аппараты, измерительную аппаратуру. Движение проводов в режиме короткого замы-кания приводит к появлению в них существенных динамических нагрузок, которые, в свою очередь, передаются на порталы, опорные изоляторы и электрические аппараты. Актуальной проблемой является возникновение в основных конструктивных элементах недопустимых ме-ханических усилий, способных вызвать их разрушение. Так, анализ физико-механических параметров и геометрических размеров гибкой ошиновки распределительных устройств пока-зывает, что нарушение условия электродинамической стойкости по тяжению маловероятно в силу высокой механической прочности применяемых сталеалюминевых проводов большого сечения. Вместе с тем ограничивающие пролет порталы, опорные изоляторы и другие электри-ческие аппараты имеют значительно меньшие допустимые изгибающие нагрузки. При воздей-ствии динамических усилий проводники изгибаются и передают нагрузку на конструктивные элементы, которые обладают определенной упругостью. Таким образом, достоверное опреде-ление динамических нагрузок с учетом действующих на опорные конструкции токоведущих частей возможно лишь при постановке динамической задачи. В статье излагаются методы ма-тематического моделирования и вычислительного эксперимента для анализа параметров элек-тродинамической стойкости основных конструктивных элементов, которые определяются с помощью коэффициентов, зависящих от собственных частот колебаний и характера измене-ния динамических усилий во времени. Для решения поставленных задач составлены математи-ческие модели, сформулированы краевые задачи расчета электродинамической стойкости кон-структивных элементов с учетом вероятного совпадения частот вынужденных и собственных колебаний конструктивных элементов.