Elektrodünaamilised jõud konstruktsioonide ja seadmete pingestatud osades
Pinge all olevad elektriseadmete ja jaotusseadmete osad, kui neid läbib vool, puutuvad kokku elektrodünaamiliste jõududega... Teatavasti mõjuvad sellised jõud igale voolu kandvale juhile, mis asub magnetväli.
Nende jõudude suurused lülitusseadmete elementide ja lihtsa konfiguratsiooniga seadmete jaoks saab määrata Biot-Savardi seaduse alusel:
kus (H, l) on voolu suuna ja magnetvälja suuna poolt moodustatud nurk; paralleelsete juhtmetega on 90 °.
Kui kaks paralleelset juhti liiguvad voolus ja juht vooluga i1 on magnetväljas vooluga i2 intensiivsusega H = 0,2 • i2 / a, siis on nende vahel mõjuva jõu suurus võrdne
kus i1 ja i2 on esimese ja teise juhtme voolud ja; a on juhtmete telgede vaheline kaugus, cm; l - traadi pikkus, vt
Juhtmete vahel mõjuv jõud tõmbab neid üksteise poole sama voolusuunaga neis ja tõrjub neid eri suundades.
Nende elektrodünaamiliste jõudude suurima väärtuse määrab maksimaalne võimalik lühisvool, st lühisvool iy. Seetõttu on lühise algmoment (t = 0,01 sek) dünaamiliste jõudude suuruse poolest kõige ohtlikum.
Kui lühisvool liigub läbi kaitselüliti või kui see on ühendatud olemasoleva võrguga lühis selle üksikud osad — puksid, juhtivad vardad, liiprid, vardad jne, samuti vastavad rehvid ja siinid — on allutatud äkilisele mehaanilisele koormusele, millel on löögi iseloom.
Kaasaegsetes suure võimsusega elektrisüsteemides pingel 6-20 kV võivad lühisvoolud ulatuda väärtuseni 200-300 ka ja rohkem, samas kui elektrodünaamilised jõud ulatuvad mitme tonnini 1-1,5 m pikkuse siini (või busside) kohta. ...
Sellistes tingimustes võib ühe või teise elektriseadme elemendi ebapiisav mehaaniline tugevus põhjustada õnnetuse edasist arengut ja põhjustada tõsiseid kahjustusi jaotusseadmele. Seetõttu peavad mis tahes elektripaigaldise usaldusväärseks tööks kõik selle elemendid olema elektrodünaamilise stabiilsusega (piisav mehaaniline tugevus), st taluma lühise mõju.
Eeltoodud valemi järgi elektrodünaamiliste jõudude määramisel eeldatakse, et vool liigub mööda ümarate juhtmete telge, mille läbimõõt ei mõjuta jõudude suurust. Tuleb märkida, et juhtmete ristlõike suurus ja kuju nende vahel suurte vahemaade korral ei avalda märgatavat mõju elektrodünaamiliste jõudude suurusele.
Kui juhtmed on ristkülikukujuliste ribadena ja asuvad üksteisest väikesel kaugusel, kui kaugus valguses on väiksem kui riba ümbermõõt, võivad nende ristlõike mõõtmed oluliselt mõjutada elektrodünaamilised jõud. Seda juhi ristlõike mõõtmete mõju võetakse arvesse kujutegurit kasutavates arvutustes.
Kui pinge all olevad juhtmed kuuluvad samasse vooluringi ja i1 = i2 = iy, siis on suurim vastasmõju jõud võrdne
Erinevate muude lihtsate ja keerukate juhtmevormide puhul on mugavam kasutada elektromagnetilise energia ja sellest tulenevate sõltuvuste suurenemise põhimõtet.
Selliseid lihtsaid sõltuvusi on võimalik saada, kui võtta arvesse kahte interakteeruvat vooluahelat L1 ja L2, mida kannavad voolud i1 ja i2. Nende ahelate elektromagnetilise energia tarnimine on järgmine:
Kui voolude i1 ja i2 koosmõju tulemusena deformeerub süsteemi silmus elektrodünaamiliste jõudude mõjul mis tahes suunas summa dx võrra, siis on väljatugevuse Fx tehtud töö võrdne suurenemisega. süsteemi elektromagnetilise energia tarnimisel koguse dW võrra:
kus:
Juhtudel, kui praktikas on vaja määrata elektrodünaamiline jõud sama ahela osade või külgede vahel induktiivsusega L1-L, on vastasmõju jõud:
Seda avaldist kasutades määrame elektrodünaamilised jõud mitmel lihtsal, kuid praktiliselt olulisel juhul:
1. Rööpjuhtmed hüppajaga.
Õlikaitselülitites ja lahklülitites moodustatakse selle konfiguratsiooniga ahel.
Silmuse induktiivsus on
seetõttu on vaheseinale mõjuv jõud
kus a on juhtmete telgede vaheline kaugus; r on traadi raadius.
See avaldis annab lülitile või lüliti labale mõjuvad elektrodünaamilised jõud. Need hõlbustavad õlikaitselüliti liikumist, kui vool on välja lülitatud, ja tõrjuvad seda sisse, kui see on sisse lülitatud.
Tekkivate jõudude suurusest aimu saamiseks piisab, kui öelda, et näiteks 50 kA lühisvooluga VMB-10 toitelülitis mõjub traaversile mõjuv jõud. on umbes 200 kg.
2. Täisnurga all painutatud juht.
Sellist juhtmete paigutust kasutatakse tavaliselt jaotusseadmetes aparatuurile lähenevate ja nende järel asuvate siinide paigutamiseks, seda leidub ka läbiviikude lahklülitites.
Sellise vooluahela moodustava juhi induktiivsus on:
Seetõttu määratakse saidi jõupingutused nagu eelmisel juhul:
kus a on liikuva elemendi, näiteks lahklüliti tera pikkus.
Voolu mõjul kaldub viltu painutatud traat sirguma ja kui selle üks külg on liigutatav, näiteks lahklüliti tera, siis tuleb võtta tarvitusele abinõud lühise võimaliku spontaanse komistamise vastu.