Daya elektrodinamik dalam bahagian hidup struktur dan peranti

Bahagian peralatan elektrik dan peranti pengedaran di bawah voltan, apabila arus mengalir melaluinya, terdedah kepada daya elektrodinamik... Seperti yang anda ketahui, daya sedemikian bertindak ke atas mana-mana konduktor pembawa arus yang terletak di medan magnet.

Magnitud daya ini untuk elemen suis dan peranti konfigurasi mudah boleh ditentukan berdasarkan undang-undang Biot-Savard:

di mana (H, l) ialah sudut yang dibentuk oleh arah arus dan arah medan magnet; dengan wayar selari ialah 90 °.

Jika dua konduktor selari bergerak dalam arus dan konduktor dengan arus i1 berada dalam medan magnet dengan arus i2 keamatan H = 0.2 • i2 / a, maka magnitud daya yang bertindak di antara mereka akan sama dengan

di mana i1 dan i2 ialah arus wayar pertama dan kedua, dan; a ialah jarak antara paksi wayar, cm; l - panjang wayar, lihat

Daya yang bertindak antara wayar menarik mereka antara satu sama lain dengan arah arus yang sama di dalamnya dan menolaknya ke arah yang berbeza.

Nilai terbesar daya elektrodinamik ini ditentukan oleh arus litar pintas maksimum yang mungkin, iaitu arus litar pintas iy. Oleh itu, momen awal litar pintas (t = 0.01 saat) adalah yang paling berbahaya dari segi magnitud daya dinamik.

Apabila arus litar pintas mengalir melalui pemutus litar atau apabila ia disambungkan ke rangkaian sedia ada litar pintas bahagian-bahagian individunya - sesendal, rod pengalir, tidur, rod, dsb., serta tayar dan bar bas yang sepadan - tertakluk kepada beban mekanikal secara tiba-tiba, yang mempunyai sifat kesan.

Dalam sistem elektrik berkuasa tinggi moden pada voltan 6-20 kV, arus litar pintas boleh mencapai nilai sehingga 200-300 ka dan lebih, manakala daya elektrodinamik mencapai beberapa tan setiap bas (atau bas) sepanjang 1 -1.5 m ...

Di bawah keadaan sedemikian, kekuatan mekanikal yang tidak mencukupi bagi satu atau elemen lain peralatan elektrik boleh menyebabkan perkembangan selanjutnya kemalangan dan menyebabkan kerosakan serius pada suis. Oleh itu, untuk operasi yang boleh dipercayai bagi mana-mana pemasangan elektrik, semua elemennya mesti mempunyai kestabilan elektrodinamik (kekuatan mekanikal yang mencukupi), iaitu, menahan kesan litar pintas.

Apabila menentukan daya elektrodinamik mengikut formula di atas, diandaikan bahawa arus mengalir sepanjang paksi wayar bulat, diameternya tidak menjejaskan magnitud daya. Perlu diingatkan bahawa saiz dan bentuk keratan rentas wayar pada jarak yang jauh di antara mereka tidak mempunyai kesan ketara pada magnitud daya elektrodinamik.

Jika wayar dalam bentuk jalur segi empat tepat dan terletak pada jarak yang kecil antara satu sama lain, apabila jarak dalam cahaya kurang daripada perimeter jalur, maka dimensi keratan rentasnya boleh mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap daya elektrodinamik. Pengaruh dimensi keratan rentas konduktor ini diambil kira dalam pengiraan menggunakan faktor bentuk.

Jika wayar hidup tergolong dalam litar yang sama dan i1 = i2 = iy maka daya interaksi terbesar akan sama dengan

Dengan pelbagai bentuk wayar lain yang ringkas dan kompleks, adalah lebih mudah untuk menggunakan prinsip peningkatan tenaga elektromagnet dan kebergantungan yang terhasil.

Kebergantungan mudah sedemikian boleh diperolehi dengan mempertimbangkan dua litar berinteraksi L1 dan L2 yang dibawa oleh arus i1 dan i2. Bekalan tenaga elektromagnet untuk litar ini adalah seperti berikut:

Jika, akibat daripada interaksi arus i1 dan i2, gelung sistem berubah bentuk di bawah tindakan daya elektrodinamik dalam sebarang arah dengan jumlah dx, maka kerja yang dilakukan oleh kekuatan medan Fx akan sama dengan peningkatan dalam pembekalan tenaga elektromagnet kepada sistem dengan kuantiti dW:

di mana:

Dalam kes di mana dalam praktiknya adalah perlu untuk menentukan daya elektrodinamik antara bahagian atau sisi litar yang sama dengan kearuhan L1-L, daya interaksi akan menjadi:

Menggunakan ungkapan ini, kami menentukan daya elektrodinamik untuk beberapa kes yang mudah tetapi praktikal penting:

1. Wayar selari dengan pelompat.

Dalam pemutus litar minyak dan pemutus, litar terbentuk dengan konfigurasi ini.

Kearuhan gelung akan menjadi

oleh itu daya yang bertindak pada partition ialah

di mana a ialah jarak antara paksi wayar; r ialah jejari wayar.

Ungkapan ini memberikan daya elektrodinamik yang bertindak pada rasuk suis atau bilah suis. Ia memudahkan pergerakan strok pemutus litar minyak apabila arus dimatikan dan menolaknya apabila ia dihidupkan.

Untuk mempunyai idea tentang magnitud daya yang terhasil, cukup untuk mengatakan bahawa, sebagai contoh, dalam pemutus litar kuasa VMB-10 dengan arus litar pintas 50 kA, daya yang bertindak pada lintasan adalah kira-kira 200 kg.

2. Konduktor dibengkokkan pada sudut tegak.

Susunan konduktor sedemikian biasanya digunakan dalam suis untuk menyusun bar bas pendekatan ke dan selepas radas, ia juga terdapat dalam pemutus sesendal.

Kearuhan konduktor yang membentuk litar sedemikian ialah:

Oleh itu, usaha tapak akan ditentukan seperti dalam kes sebelumnya:

dengan a ialah panjang elemen boleh alih, contohnya bilah pemutus.

Di bawah tindakan arus, wayar yang dibengkokkan pada sudut cenderung untuk diluruskan, dan jika satu sisinya boleh digerakkan, sebagai contoh, bilah pemutus, maka langkah-langkah mesti diambil terhadap kemungkinan tersandung spontan semasa litar pintas.