..1

.;UDK 621.3.O14.36 ro4,

OpSte definiciieGlavni prwodnikProrrodnik u snopu

wl$: ,.:.Ukupno strana 23

JUGOSLOVEi.iSKISTANDARD

SA PRI}IENOM

od 199G11-30

JUSIU.89.B05

1990.

= tEC 865:

SADRZAJStrana

Predmet standarda ipodruiie primene " " " "2Simboli " " '2Simboliza prvi deo

- Elektromagnemi efekti " " " "2

Simboli za drugi deo - Termidki etukti " " " ' '3

Calculation of the effects of short-circuit cu rren6

.:

*$jpt/o;rd je identican sa standardom Mdunarodne etektrotehniike komisiie tEc 8dg iz 198G. sddine.

Prilog A ie sastani da ovog standarda.

,il { 122.1

2233.1

323.33.43.53.63.73-83.93.103.113.12PRVi455.1

5266.1

626.36A77.1

728

;II;

III,

ItII'lIil

ItI

'IItI' ..' \i!,1

.t

Oslonac """"'3Fiksni oslonac """3Jednostavni oslonac...... """"3Odstojnik """"'4Elementi zaudvrSdenje " ' ' ' '4Nazivnakratkotrajnastruja.. " " ' ' "4Gustina nazivne kratkotraine struie i nazivno kratko vreme za provodnike " " " " '4Termidki ekvivalernnastruia kratkogspoia . " " " " '4Termidki ekvivalentna glstina struje kratkog spoia ' ' ' ' ' '4Trajanjestruiekratkogspoia.. " ' ^ " '4

DEO- ELEKTROMAGNETNI EFEKTI NA KRUTE I SAVITLJIVE PROVODNIKEOp5te. ""'4Mehani6kesileusledstruiakratkogspoia . .....: " " '4Opite. ""3Sra6unavanie sila . .ProraEunmprezaniaukrutimprwodnicimaisilauosloncima .. " " " "6opSte. ""'6Proradun naprezania kod krutih provodnikaProradunsilenaosloncekrutihprovodnika .. " " " " '7Proradun koji posebno uzima u obzir oscilaciie prorodnika " " " '8Proraiun sila istezania u savitliivim provodnicima (prorodnicima vodal ' ' ' ' '8SilaistezaniaF,utokukratkogspoia. ""'"'9SilaistezanjaF, nakonkatkogspoia(padraspona) .:.... " " "9Dmrdjeno opterecenie na poQomim izdatorima i krapvima ' ' ' ' 10

DEO -

TERMICKT EFEKTI NA GOLE PROVODTUTKEOpstB. " "10Proraiunporastatmperaure ..:... """'10Op5te. """ ""10

DRUGII1010.1

PRORAEUN EFEKATA STRUJA KRATKOG SPOJA

Prarilnik br. 06/01-93 /181 d 1990{&08; Sluibeni list SFRJ, br. 50/90

SAVEZNi ZAVOD ZA STANDARDIZACI'U

Strana 2 JUS N.89.805

10210.310.4

PRILOG A

1

Proradun termidki et uivutentleProradun porasta temperature iProradun termi6 ke izdriljivosti

stru je kratkog spoia . 10gusttnenazune kratkotrajnestrujeprovodnika

. . . . . . .. ..11na kratki spoj zarazna trajanja struje kratkogspoja. . . .... .11

Presekprovodnika ......mm2

Osni razmakizmecluprovodnika .... mEfektivni osni razmak {videti tabelu l} . .. .

.... .. . . mRazmakizmeduoaprovodnika.... .......rnMeraprovodnikausnopu.upravnognapravacsile...

....... . mFakior uticaja odstojnika ili elenenata za udvr5ienje {videti sliku 3lMeraprovodnikausnopuupravcrusile... ....mJungovi (Joung) otpomi morpnti N,/mm2

silakojadelujeizmecrudvapararernadugadkaprovodnikautokukratkogspoja..........NSila na oslonac krutog provodnika u toku kratkog spoja (vr5na vrednost)

. . . . . . . . . NNaprezanjeusavitljivomprwodnikunakonkratkogspoia ...... NSilaizmeduglavnihprovodnika ...... NSilaizmecluglavnihprovodnikautokumedufaznog ks6tksgspoja . .. .... N

sila koja deluje na centralni olavni provodnik u tckr. uravnoteienog trofaznog kratkog spoja NSilaizmedupmvodnikausnopu ..... NStatidkanaprezanjausavitljivomprovodniku

......... NNaprezanjeu savitljivomprovodnikuutoku kratkogspoja

...... Nsile po jedinici duZine provodnika sporjne faze proizvedene strujom kratkog spoja . . . . . . N/mUdestanostsistema

....... HzPrirodnau6estanostglavnogprovodnika ..... HzOsnovnaudestanost

...... HzKonvencionalnavrednostubrzanjagravitacije .......m/sx

Trotazna simetridna struja kratkog spoja (efektivna vrednost) . . . kAVr5navrednoststrujekratkogspoja.

....... kAVrinavrednoststru.iekratkogspojausiuiajumectufaznogkratkogspoja.. ...... kA

vr.na vrednost struje kratkog spoja u srudaju uravnotezenog trofaznog kratkog spoja . . . . . kATrenutnevrednosti strujeuprovodnicima .... kA

Momenat inercije povrSine preseka provodnika . . . .

"moMomenat inercije povrSine preseka provodnika u snopu . . . . cm.

Broj odstojnika ili elemenata za u6vri6enje (videti sliku 3)Faktor efuktivnog osnog razmaka provodni ka (videti sliku 1) . . .Odstojanjeizmecluoslonaca

....... mOdstojanje izmedu odstojnika ili elemenata za udvriienje . . . . mMasa glavnog prwodnika po jedinici duZine . kg,/m

2.1

Primeri prora6unaefekatastujakratkogspcia.. .....2O

Predmet standarda i podrudje primeneovim standardom se uwrcruju postupci za izralunavanje efekata struja kratkog spoja. i to:-

elektromagnetni efukti na krute i savitljive provodnike,-

termidki efekti na neizolovane provodnike.standard se primenjujesamo na naizmenidne sisteme nazlvnog napona do i uklju6uju ei72,5kv.

Simboli

Simboli koji se koriste u ovom standardu iveli6ine ko.ie oni predstavljaju dati su u nastavku.Simboli za prvi deo

-

Elekromagnetna efektiAa

as

a.ts

bc

dEFFoFlF

m

'm2FM^JF

5

FsiFtF'

o

tc

fo

o

KJ

p

ptipsit, iz

Js

kk,,IItn'

JUS N.89.805 Strana 3, n: Masa provodnika u snopu po jedinici duiine . . . .

' mz Ukupnamasa jednog.l.renta..re*se*i"iiioor,oi"ir"'t;;;r;;;";;....... ... ::';, Broi delova provodnika

. .q' Faktor plastidnosti (videti tabelu 3) . . . . ' 'Fo o2 Granica plastidne deformacijeS Rezultantakrutosti dvrstogkrajaprovodnika............................. -^1rr.tu Beznaponska pauza trofaznog ponovnog ukljuienja

. sV F Odnos izmeclu dinamidke i statidke sile na oslonac (videti sliku 4l . . .' v, odnos izmedu naprezanja u sludaju uspeinog i neuspesnog trofaznog ponovnog automatskog

uktjudenja (videti sliku SlVo Odnos izmeclu dinamidkog i statidkog naprezanja provodnika (videti sliku 4)vo, odnos izmedu dinamidkog i statidkog naprezanja dera prwodnikaZ Otporni momenat presekaZs Otpomimomenatpresekaprorodnikausnopu......

...... cm3c Faktor sile na oslonac (videti tabelu 2)0 Faktor naprezanja glavnog provodnika (videti tabelu 2)7 Faktor za ocenu prirodne udestanosti (videti tabelu 2)r Faktor za vr5nu vrednost struje kratkog spojaf,c, p Faktori zazateznu siru savitrjivog provodniro (videti sriku 6)

.\ oo, Naprezanje na savijanje u glavnom prwodniku . . . . . N/mm2o, Naprezanjenasaviianjeuprovodnikuusnopu

....:. ..... N/mm:

,r, o,* Rezultantno naprezanje prwodnika

22 Simboli za drugi deo -

Termidki efektiUstaljenastrujakratkogspoja(efektivnavrednost)

..... kAPodetna simetridna struja kratkog spoja (efektivna vrednoat)

. . . . . kATermidki ekvivalentna struia krarkog spoja . . . . kAPojedinaina termi6ki ekvivarenna struja kratkog spoja pri ponovrjenim kratkim spojevin.ra(efektivnavrednostl

....... kANazivnakratkotrajnastruja. ...".... kAFaktor efekta zagrwanja jednosmernom komponentom struje (videti sriku 7a)

Faktor efekta zagretania naizmenidnom komponentnom struie (videti sriku 7b)Terrnidki ekvivalentna gustina struje kratkog spoja (efektivna vrednost)

lu

k/,nrlr

I t,,m

n

sfrJ

r.K

r*,T.

KT

0b0"

Nazirna gr.rstina kratkotrajne struje (eftktivna vrednost) za 1 sA,/mm:A/mm2

Trajanje kratkog spoja .

... ,5Pojedinadno trajanje kratkog spoja pri ponovljenim kratkim spoievimaNazivnc kratko yremeTemperatura prwoCnika na podetku kratkog spoja 2

aTemperatura provodnika na kraju kratkog spoja

OpSe definicijeGlarni prorodnik

-

provodnik iri snop veceg broja provodnika, koji provodi ukupnu struju iedne faze.Prorodniku erQu

-

provodnik koji provodi izvestan deoukupne struje jedne faze i deo je glavnogpro.vo&rika.

oslonac -

izolacioni deo izmedu provodnika pod naponom i uzemljene konstrukcije ili izmedu glavnihprovodnika.Napomena:Pod deisworn elektrornagnetnih sila, u datom poloiaju, oolonac moie biti izlo2en savijanju,

istezanju i/iri pritisku usred erektromagnetnih sira izmecru provodnika.Fiksni oslonac

- oslonac prwodnika koji ne dozvoljava da se provodnik ugaono pomera u tadki ucvri-

cenja.

Jednostarni oslon* -

osronac koji dozvorjava ugaono pomeranje prorodnika.

,s

3.1

3.2

33

3.4

3.5

.Srr"n. A JUS N.89.805

3.6 Odstoinik- mehanidki elementizmecluprovodnika koji,namestJugradnle,spredava provodnikeu sno-pu da se pomeraju iedan prema drugom'

3.1 Elementi za u6vriienje - speciialni odstojnici 6ija ie uloga da onemoE-rde bilo kakvo pomeranje izmedukrutih delova provodnika na tom mestu.

33 Naivna kratkotrajna struja - efektivna vrednost struje, koju elektricna oprema mo:e podneti u toku na-zivnog kratkog vremena u specificiranim uslovima'Napomene:1. Moguie ie navesti nekoliko pari vrednosti za nazivnu kratkotrajnu struju i kratkovreme;

za termicki efekat po pravilu se koristi 1 s-2. Nazivnu kratkotrajnu struju,kao i odgovarajuce kratko vreme,daju proizvodadi opreme.

3.g Gustina naivne kratkotrajne struje i nzivno kratkovreme zaprorodnike - efektivna viednost gustinestru je ko.iu provodnik moZe da podnese u toku nazivnog kratkog vremena.Napomena: Gustina nazivne kratkotrajne struie ie rjdredena prema t' 10'

- 3.10 Termi6ki ekvivalentna strufa kratkog spoja - konstantna efektivna vrednost struje koja ima isti termidkiefekat i isto traianje kao i stvarna struia kratkog spoja, koia moze sadr2ati jednosmernu komponentu imoie oPadati tokom vremena.Napomena: Ako se dogodi ponovlieni kratki spoj (na primer, pstorrno ukljudenje), rezudtirajuii termi'

, 6ki ekvivalent struje kratkog spoia se procenjuje tvideti t. 102).

3.1 1 Termicki ekvivalentna gustina struje kratkog spoja - odnos termickog ekvivalenta kratkotrajne struje ipreseka Provodnika.

.3.12 Tralanje struje kratkog spoja -

vrernenski interval izmectu trenutka nastanka kratkog spoja i konadnogprekida struje u svim fazama pomo6u prekidada ili topljivog osiguraca.Napomena: lnterval u kome struia ne tede ne treb uzeti u obzir' ' '

PRVI DEO -

ELEKTROMAGNETNI EFEKTI NA KRUTE I SAVITLJIVE PROVODNIKE

+ Op5te

proradunima izioZenim u ovorn delu ocenjuju se sile na izolatore, naprezanja u krutim provodnicima isiie istezanja savitl jivih provodni ka.

5 Mehanidke sile usled struja kratkog spoja

5.1 OpSteStru je u paralelnim provodnicima indukuju elektromagnetne sile izmeclu provodnika.Kada su paralelniprovodnicidugadki u poredenju sa razmakom izmedu njih, sile deiuju ravnomemo ras-poreileno dui Provodni ka.Kada su struie u supromim smerovima,elektromagnetna sila je odbojna i teZi da proizvede deformacijukoja bi poveiala induktivnost kola.Vrednost sile u datom smeru sraCunava se na osnovu rada koii se obavlia u sludaiu pomerania u tom sme-

ru. Kako je rad obavljen elektromaEternom silom, on mora biti jednak promeni energije u magnemompol iu koiu je prouzrokovalo to pomeranle. Ovo vodi do sledeie iednadine za silu F" u smeru x:

1^dLF = -

i/

-

*2dx

gde je:L

- samoinduktivnost kola,

i -

trerutna vrednost struje.

(1)

52

Napomena:Za jednostavrye iidealizorane konfiguracije postoje formule za izradunavanie induktivnosti'Medutim, u veiini sludaieva za praktidne proradune potrebna su upro56enia'

sila izmedu dva provodnika .ie proporcionalna kvadratr struie ili proizvodu dveiu struia' Kako je struia

funkciia vremena, sila ie takode funkciia vremena. u sludaiu struie kratkogspoia bez jednosmerne kom-

ponente sila se menia ;a frekvencilom dostruko veiom odfrekvenciiestruie'Jednosmerna komponen-

ta struie kratkog spoia izaziva porast vr5ne vrednosti sile koia semenia istom frekvencijom kao istruiakvara. Vrsna vrednost sile ie merodavna u sludaiu mehanidki krutih konstrukcija'sila rezultira u naprezanie na savijanje kod krutih prwodnika, u naprezanie na istezanie

i otklon (de'

flekciiu) kod savitliivih provodnika i saviianie' pritisak ili istezanie kod oslonaca'

Sraiunaranje silaMetod sraiunavania bazira se na opitol iednadini (1) zanemaruiuii promene odtoiania

u toku kratkog

spoia.

Sile izmectu dva paralelna provodnikaSile,u njutnima, kole deluiu izmedu dva dugaparalelna provodni ka su date formulom:

F =02 it

gde je:I

- duiina provodnika zmeclu oslonaca' u metrima'

ir i i?- trenuthe vredlosti struia u prorodnicima' u kiloamperima'a

- osno rastopnie dva prwodnika' u metrima'

Kada struie u dva prorodnika imaiu isti smer' sile su privla6ne' Ako su smerori $ruia alprotni' sile zu od-

boine.

ProradunvrSnevrednostisileizmecluglavnihprovodnikautokutrof aznog kratkog sPojaUtrofaznomsistemusaprovodnicimarasporedenimnajednakimrastojanjimauistojravnimakimalnasiladeluienasredni!provodnikutokutrofaznogkratkogspojaiiznosi:

F ^3=

O,2 ils

5.2.1

tr1t

52.3

t2lIit-a

tJlIa

s

0,87 N

gde ie lor, u kiloamperima, vrSnavred.tost naizmenidne komponente struie kratkog spoia u sludaiu uravno'

teienog trofaznog kratkog sPoja'Napomena:Formula(3}moiebitikori5ienaizasradunavanjerezultanmevr5nesilekadasuprolodniciu

uglovima iednakctranidnog trougla' gde ie a- duiina strane trougia'

Proradunvrinesileizmeduglavnihprovodnikautokumedufaz-nog kratkog sPoiaMaksimalna sila koia deluie izmedu prorodnika koii

provode struiu kratkog spoia u toku meclufaznog

kratkog spoia ie:

F ^r=

O,2 il, Ia

s

gdeieio2,ukiloamperima,vrinavrednoststruieusludaiumedufaznogkratkogspoia.

(4)

Strana 6 JUS N.BS_8O5

52.4 sradunavanje vrsne vrednosti sira izmedu krutih provodnikas n o p u.

Maksimalna sila koja deluje na ivicne prwodnike u snopu i izmecru dva odstojnika, kada je struja krat-kog spoja ravnomerno rasporedena na provodnike u snopu, iznosi:

Fr= a221

's

;

gde je:n

- broj provodnika u snopu,

/, -

rastoianje izmecru odstojnika iri eremenata za udvr5iivanje, u metrima,a.

- efektivni razmak izmeclu provodnika u snopu, u metrima.

52.5 Efektivno odstojanje izmecru provodnika iprovodnika u snopusile izmedu provodnika koji provode struru zavise od geometrijske konfiguracije iprofila provodnika. lztog razloga a. ie uvedeno u t- 522,52.3 i 52.4. Medutim, ako su mere preseka prwodnika manje odrastoianja izmectu srediSta provodnika, u t.5.2.2i 5.2.3 a

-se moie zameniti sa a.Nekevrednostizaarsudateutabeli 1.zadrugao*tolaniimereprovodnikamoiesekoristiti formula:

1 kn kn kn krn..,*Jd, ar2 ar3 aA ,ln

Vrecjnosti za krr, - . . , krn treba uzeti iz slike 1.Napomena: Sile usled krivina i uticaia velikih kolidina magntnog materijala u blizini provodnika su obid-

no od malog zna6aja. Za sradunavan.ie videti postojecu riteratrru.

Proradun naprezania u krutim prorodnicima i sila u osloncimaOpste

Provodnici mogu biti oslonjeni na razli6ite nadine, ili pri6vr5ieni ili slobodni, ili u kombinaciji ova dvanadina, i mogu imati dva, tri' detiri ili nekoliko oslonaca. Zavisno odvrste i br:oja oslonaca naprezanja uprovodnicima i sile na oslonce biie razli6ite za istu struju kratkog spoja. Dar formule uzimaju u raduni elastidnost oslonaca.

Naprezanja u provodnicima i sile na osloncima zavise takode od odnosa prirodne frekvencije mehanidkogsistema i frekvencijeelektromagnetnesile. Posebno u sludaju razonancije, ili u blizini rezonancije, napre-zanja i sile u sistemu mogu biti pojadane.Proradun naprezanja kod krutih prwodnikaPre@ostavka da je provodnik krut znaii da su akijalne sile zanemarene. pod tom pretpostavkom sile ko-ie deluju su'sile savijanja i osnovna formula za naprezanje kod savijanja u oslonjenom glavnom provodni-ku je:

sn = V, VrF N,/mm2 N/mm2

gde se za F- koristi vrednost F-a (trofaznog kratkog spoja) ili F., (medufaznog kratkog spoja).Naprezanje usled savijanja u delovima provodnika ie:

t5)r re.-

r

n

(6)

6"1

62

F^l8Z (7t

F. t.or= Va"u,-# N/mm2 ,N/mm2 (8)

6 2.1

JWO lt. e9.u v9 ,

gde su;Z i Z,

-

opomi momenti Preseka.V ,V i V

-

faktori koii uzimaju u radun dinamidke fenomene''O' Os r . ,

-- ..r..:A^^;h ili ;d'{n^cfrrnih i hroia OSlOnaCa.p

-

korekcioni faktor koii zavisi od tipa oslonca, udvrS6enih ili iednostarnih' i broia oslona