구조물 및 장치의 충전부에서 전기역학적 힘
전압이 흐르는 전기 장비 및 배전 장치의 부품은 전류가 흐를 때 전기 역학적 힘에 노출됩니다. 아시다시피 이러한 힘은 다음에 위치한 모든 전류 전달 도체에 작용합니다. 자기장.
간단한 구성의 스위치기어 요소 및 장치에 대한 이러한 힘의 크기는 Biot-Savard의 법칙에 따라 결정될 수 있습니다.
여기서 (H, l)은 전류의 방향과 자기장의 방향이 이루는 각도이고; 병렬 와이어는 90 °입니다.
두 개의 병렬 도체가 전류에서 움직이고 전류 i1이 있는 도체가 강도 H = 0.2 • i2 / a의 전류 i2가 있는 자기장에 있으면 둘 사이에 작용하는 힘의 크기는 다음과 같습니다.
여기서 i1과 i2는 첫 번째와 두 번째 와이어의 전류이고; a는 와이어 축 사이의 거리, cm입니다. l — 와이어 길이, 참조
전선 사이에 작용하는 힘은 같은 방향의 전류로 전선을 서로 끌어당기고 다른 방향으로 밀어냅니다.
이러한 전기역학적 힘의 가장 큰 값은 가능한 최대 단락 전류, 즉 단락 전류 iy에 의해 결정됩니다. 따라서 단락의 초기 순간(t = 0.01초)은 동적 힘의 크기 측면에서 가장 위험합니다.
누전차단기에 단락전류가 흐르거나 기존망에 연결되어 있는 경우 단락 부싱, 전도 막대, 침목, 막대 등의 개별 부품과 해당 타이어 및 모선은 충격의 특성을 지닌 갑작스러운 기계적 부하를 받습니다.
6-20kV 전압의 현대식 고전력 전기 시스템에서 단락 전류는 최대 200-300ka 이상의 값에 도달할 수 있는 반면 전기역학적 힘은 1-1.5m 길이의 버스(또는 버스)당 몇 톤에 도달합니다. ...
이러한 조건에서 전기 장비의 하나 또는 다른 요소의 기계적 강도가 충분하지 않으면 사고가 더 심화되어 개폐 장치에 심각한 손상을 줄 수 있습니다. 따라서 모든 전기 설비의 안정적인 작동을 위해 모든 요소는 전기 역학적 안정성(적절한 기계적 강도), 즉 단락의 영향을 견뎌야 합니다.
위의 공식에 따라 전기 역학적 힘을 결정할 때 전류는 원형 와이어의 축을 따라 흐르는 것으로 가정하며 직경은 힘의 크기에 영향을 미치지 않습니다. 그들 사이의 거리가 먼 와이어 단면의 크기와 모양은 전기 역학적 힘의 크기에 눈에 띄는 영향을 미치지 않는다는 점에 유의해야 합니다.
와이어가 직사각형 스트립 형태이고 서로 작은 거리에 위치하는 경우 빛의 거리가 스트립의 둘레보다 작을 때 단면의 치수가 중요한 영향을 미칠 수 있습니다. 전기역학적 힘. 폼 팩터를 사용하여 계산할 때 컨덕터 단면 치수의 영향이 고려됩니다.
만약에 활선 동일한 회로에 속하고 i1 = i2 = iy이면 가장 큰 상호작용 힘은
다양한 다른 단순하고 복잡한 형태의 전선을 사용하면 전자기 에너지와 그에 따른 의존성의 증가 원리를 사용하는 것이 더 편리합니다.
이러한 간단한 종속성은 전류 i1 및 i2에 의해 전달되는 두 개의 상호 작용 회로 L1 및 L2를 고려하여 얻을 수 있습니다. 이러한 회로에 대한 전자기 에너지 공급은 다음과 같습니다.
전류 i1과 i2의 상호 작용의 결과로 전기 역학적 힘의 작용으로 시스템의 루프가 dx 양만큼 임의의 방향으로 변형되면 전계 강도 Fx에 의해 수행되는 작업은 증가와 같습니다. 양 dW만큼 시스템에 전자기 에너지를 공급할 때:
어디:
실제로 인덕턴스 L1-L이 있는 동일한 회로의 부품 또는 측면 사이의 전기역학적 힘을 결정해야 하는 경우 상호작용 힘은 다음과 같습니다.
이 표현을 사용하여 간단하지만 실질적으로 중요한 몇 가지 경우에 대한 전기역학적 힘을 결정합니다.
1. 점퍼가 있는 병렬 전선.
오일 회로 차단기 및 단로기에서 이러한 구성으로 회로가 형성됩니다.
루프의 인덕턴스는
따라서 파티션에 작용하는 힘은
여기서 a는 와이어 축 사이의 거리입니다. r은 와이어의 반경입니다.
이 표현은 스위치 빔 또는 스위치 블레이드에 작용하는 전기역학적 힘을 나타냅니다. 전류가 꺼져 있을 때 오일 회로 차단기 스트로크의 움직임을 용이하게 하고 켜져 있을 때 밀어냅니다.
결과적인 힘의 크기에 대한 아이디어를 얻으려면 예를 들어 단락 전류가 50kA 인 VMB-10 전원 회로 차단기에서 트래버스에 작용하는 힘이 있다고 말하면 충분합니다. 약 200kg이다.
2. 직각으로 구부러진 도체.
이러한 도체 배열은 일반적으로 개폐 장치에서 접근 방식의 모선을 장치에 배치하는 데 사용되며 부싱 단로기에서도 볼 수 있습니다.
그러한 회로를 형성하는 도체의 인덕턴스는 다음과 같습니다.
따라서 사이트 노력은 이전 사례와 같이 결정됩니다.
여기서 a는 단로기 블레이드와 같은 가동 요소의 길이입니다.
전류의 작용으로 비스듬히 구부러진 와이어는 곧게 펴지는 경향이 있으며 예를 들어 단로기의 블레이드와 같이 한쪽이 움직일 수 있으면 단락 중에 자발적인 트리핑 가능성에 대한 조치를 취해야합니다.