Ток короткого замыкания (т.к.з.) во много раз превышает по величине токи номинального режима установки и поэтому за незначительное врем.я короткого замыкания выделяет в цепи большое количество тепла, что вызывает изменение температуры токоведущих элементов от некоторой начальной температуры до температуры конечной. Короткое замыкание не выведет установку из строя, если эта температура к моменту отключения короткого замыкания /0ткл не превысит максимально допустимое значение 0тах доп для данного токоведущего элемента установки.
Количество тепла, выделяемого в электрической цепи током короткого замыкания, пропорционально квадрату действующего значения тока и времени короткого замыкания. Но расчет термического действия т.к.з. усложняется тем, что этот ток не остается постоянным, а затухает с течением времени короткого замыкания. Поэтому для расчета количество тепла, выделенного изменяющимся током короткого замыкания за действительное время короткого замыкания, заменяют таким же количеством тепла, которое выделил бы в цепи установившийся ток короткого замыкания за так называемое фиктивное время превышающее действительное время короткого замыкания.
Фиктивное время берется из расчетных кривых отдельно для периодической и апериодической составляющих т.к.з.
Проверка элементов электрической системы па термическую устойчивость осуществляется по заданному в каталоге для данного элемента значению в амперах в квадрате в секунду. Если при проверке окажется, что определенная из расчета величина больше максимально допустимого каталожного значения, то в некоторых случаях возможно ограничить действие тока короткого замыкания уменьшением времени срабатывания защиты. В противном случае, очевидно, необходимо увеличивать сечение токоведущих частей элементов цепи короткого замыкания. Электрические цепи, защищенные предохранителями или автоматическими выключателями (с электромагнитными расцепителями без выдержки времени), на термическое действие т.к.з. не проверяются ввиду кратковременности их действия в указанных цепях.
Известно, что на проводник с током, помещенный в магнитное поле, действуют электромагнитные силы, стремящиеся изменить конфигурацию проводника так, чтобы он охватывал возможно большее число силовых линий магнитного потока. В электрических системах большинство проводов обычно находится в магнитном поле соседнего провода.
Рис. 1. График изменения температуры токоведущих частей при коротком замыкании.
Когда по проводам протекают токи нормальных рабочих режимов, их взаимодействие практически не ощущается.
При коротких замыканиях токи резко возрастают и электро-динамические усилия взаимодействия проводов могут вызвать опасные механические напряжения в проводах и их креплениях. Поэтому электродинамическое действие токов короткого замыкания следует учитывать при проектировании электротехнических установок, а выбранные аппараты необходимо проверять на электродинамическую устойчивость, для чего в каталогах для них задается максимально допустимое значение т.к.з. в амперах.
В целях обеспечения бесперебойного снабжения электроэнергией судовых потребителей стремятся правильной организацией эксплуатации судового электрооборудования предупредить возникновение коротких замыканий в электротехнических установках. Однако если короткое замыкание все же возникло, то во избежание развития аварии в электроэнергетической системе его необходимо как можно быстрее отключить от остальной электрической сети.
Для этого используют быстродействующие коммутационные аппараты, стоимость которых тем выше, чем больше отключаемые» ими токи короткого замыкания. Чтобы снизить стоимость электрооборудования и уменьшить опасность разрушения различных элементов электротехнической установки, предусматривают специальные меры уменьшения величины т.к.з.
Токи короткого замыкания возрастают пропорционально мощности генерирующих установок. Поэтому с целью их уменьшения иногда отказываются от параллельной работы судовых генераторов. На крупных судах шины ГРЩ секционируют для того, чтобы на каждую группу потребителей, подключенных к одной секции шин, работала лишь часть генераторов судовой электростанции. Уменьшения токов короткого замыкания можно также достичь выбором определенной схемы электрической сети и искусственным увеличением сопротивления до точки короткого замыкания. Увеличить сопротивление цепи короткого замыкания можно, например, включением реакторов, но это ведет к дополнительным затратам электроэнергии, и поэтому дакая мера широкого распространения на судах не получила.