Если до момента наступления к. з. в электрической цели был установившийся ток iп, то при внезапном к. з. в этой цепи вследствие значительного уменьшения полного сопротивления цепи, ток резко возрастает до величины iк. В начальный момент (t=0) возникновения к. з. ток не может мгновенно измениться до новой установившейся величины, так как в короткозамкнутой цепи помимо активного сопротивления R имеется индуктивность L, которая, как известно, затягивает процесс изменения тока при (переходе от одного режима к другому.
Таким образом, в начальный момент процесса к. з. (t = 0) ток в цепи сохраняет свою прежнюю величину iK=iно. Для изменения тока требуется время. В начале этого (периода в течение ~0,01 с ток в короткозамкнутой цепи возрастает до своего максимума, а затем несколько снижается и через определенное время достигает установившейся величины.
Промежуток «времени от момента возникновения к. з. до момента наступления установившегося режима является временем переходного процесса. С помощью расчетов можно определить ток к. з. в любой момент переходного процесса.
На рисунке ниже показан случай внезапного трехфазного к. з. в электрической цепи при питании от источника неограниченной мощности S = ∞; собственное сопротивление такого источника ничтожно мало, а на зажимах поддерживается при любых внешних условиях неизменяющееся синусоидальное напряжение.
Кривая изменения тока при коротком замыкании
В расчетах принимается, что в начальный момент короткого замыкания э. д. с. источника электроэнергии проходит через нуль, что соответствует наиболее тяжелому случаю.
Ток к. з. при переходном режиме удобно рассматривать как сумму двух составляющих: периодического тока iпt (с максимумом периодической составляющей Iпт) и апериодического iаt (его максимум— Iam).
В момент t=0 полный ток к. з. равен:
где iНt=0 —мгновенный ток нагрузки в момент возникновения к. з. (iHО).
Величина апериодической составляющей т. к. з. в процессе короткого замыкания затухает до нуля, изменяясь по экспоненциальному закону:
где Тк= L/ R постоянная времени, определяемая параметрами цепи короткого замыкания L и R; t — время, с, если L в Гн и R в Ом.
Из выражения для постоянной времени (Тк= L/ R) следует, что чем меньше активное сопротивление цепи короткого замыкания R, тем больше постоянная времени, а следовательно, дольше идет процесс затухания апериодической составляющей тока — iаt.
Наибольший возможный мгновенный ток к. з. называется ударным током и обозначается iу.
При отсутствие затухания апериодической составляющей (что можно допустить для начального периода к. з.) ударный ток равен:
iу — iпm + iаt=0’
где iпm — амплитуда периодической составляющей тока к. з.
«Электроснабжение строительно-монтажных работ», Г.Н. Глушков