double arrow

Силы взаимодействия двух проводников.

1

Тема: Электрические станции и подстанции

Лекция№10. ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ПРОВОДНИКОВ С ТОКАМИ В СХЕМАХ ЭНЕРГОУСТАНОВОК.

Оглавление

10.1 Силы взаимодействия двух проводников. 1

10.2 Силы в трехфазной системе проводников. 3

10.3 Электродинамическая стойкость жёстких проводников. 4

10.4 Выбор изоляторов. 5

10.5 Электродинамическая стойкость гибких проводников. 6

10.6 Электродинамическая стойкость аппаратов. 7

 

При КЗ проводники и аппараты подвергаются воздействию значительных электродинамических сил, которые могут достигать 4000 – 16000 Н. Эти силы могут вызвать остаточную деформацию жёстких проводников , схлестывание гибких проводников, вызвать отказ во включении выключателей или самопроизвольное отключение разъединителей. Чтобы этого не случилось, все системы токоведущих частей и электрические аппараты проверяются на электродинамическую стойкость при проектировании первичной электрической схемы.

Из физики известно, что на элемент проводника dl с токомiв магнитном поле с индукцией Bдействует сила dF=iBdlsinα. Магнитное поле может быть создано другим проводником с током, тогда говорят о взаимодействии двух проводников с токами.

Магнитную индукцию от проводника с током можно определить с помощью закона Био-Савара, но иногда бывает удобнее определитьВ с помощью закона полного тока: .

Силы взаимодействия двух проводников.

Часто взаимодействие между проводниками в схемах энергоустановок сводится к взаимодействию двух параллельных проводников с токами. Рассмотрим этот случай подробнее (Рис.10.1). Пусть проводники длиной l находятся на расстоянииа. Ток в одном проводнике i1 , в другом i2. Будем считать, что l»а (это часто имеет место на практике), тогда для вычисления индукции В1 от первого проводника в районе второго воспользуемся законом полного тока.




 

Рис. 10.1 Взаимодействие двух проводников с токами и определение направления силы с помощью правила левой руки

 

В качестве контура интегрирования L выберем окружность с радиусом а. Тогда получим , т.к. в силу симметрии В1=constна контуре L, то можно записать . Из последнего выражения можно записать для индукции от первого проводника в районе второго: . Зная индукцию В1, можно определить силу dF2 действующую на элемент dl2 второго проводника с током i2.

.

В нашем случае sinα=1, т.к. α=π/2, поэтому сила, действующая на весь второй проводник:



.

В практических расчетах динамической стойкости пользуются понятием погонной силы fпог=F/l [Н/м]. Для нашего случая с учётом того, что μ0=4π10-7Гн/м, выражение для погонной силы примет вид:

.

Т.е. погонная сила пропорциональна произведению токов во взаимодействующих проводниках и обратнопропорциональна расстоянию между ними.

В предыдущих формулах предполагалось, что взаимодействующие проводники бесконечно тонкие. Для проводников конечного сечения:

, где кф – коэффициент формы проводника, значения которого приводится в справочниках.

1





Сейчас читают про: