2.4.4 Усилия и моменты, действующие на взаимно перпендикулярные проводники

Ошиновка распределительных устройств и токоведущие части электрических аппаратов часто располагаются под прямым углом, рис. 2.8, [2].

Усилие, действующее на элемент горизонтального проводника или перемычки электрического аппарата равно:

.

Индукция B_X от вертикального полубесконечного проводника в точке на расстоянии от его оси определяется по формуле

. (2.27)

Усилие, действующее на участке от до определяется по формуле:

. (2.28)

Полное усилие , действующее на перемычку на длине от до определяется по формуле:

. (2.29)

Поскольку длина вертикального проводника конечна, то индукция будет меньше, чем это следует из уравнения (2.27), поэтому и реальная сила, действующая на перемычку, будет меньше, чем даёт выражение (2.29).

Распределение силы действующей вдоль перемычки электрического аппарата или горизонтального проводника ошиновки представлено на рис. 2.8.

По мере удаления от оси вертикального проводника индукция уменьшается, и это ведёт к уменьшению силы.

В ряде случаев ошиновка РУ и токоведущая цепь электрических аппаратов имеет вид петли, рис. 2.9.

На горизонтальный проводник в этом случае действует усилие, как от правого, так и левого вертикальных проводников, т.е. усилие, рассчитанное по (2.29) удваивается:

. (2.30)

Определить усилие по выражению (2.30) при расстоянии x < r нельзя. Так как при переходе тока из вертикального проводника в горизонтальный проводник создаётся сложная картина распределения тока в нем. Поэтому в данном случае удобнее воспользоваться энергетическим методом. Известно, что индуктивность П-образной петли равна:

. (2.31)

Усилие действующее на горизонтальный проводник в соответствии с (2.22) и (2.31) равно:

. (2.32)

Распределение усилия вдоль горизонтального проводника в данном случае приведено на рисунке 2.9.

Изгибающий момент, создаваемый электродинамическими усилиями, в точке крепления горизонтального проводника или крепления траверсы электрического аппарата к тяге может быть определен по выражению

. (2.33)

2.5 Электродинамические силы в трёхфазной шинной линии при различных видах короткого замыкания

2.5.1 Общие сведения

Ток короткого замыкания является функцией времени, поэтому и электродинамические силы являются функциями времени. Данные силы зависят от вида КЗ, периодической составляющей тока, постоянной времени затухания апериодической составляющей, а также от фазы включения - угла , определяющего фазу напряжения в момент КЗ.

Обычно при расчёте электродинамических сил затуханием периодической составляющей тока пренебрегают. Фаза включения  выбирается такой, чтобы получит наибольшее значение полного тока КЗ. Ток КЗ имеет максимальное значение в момент перехода напряжения через нуль, т.е. при угле .

Рассмотрим электродинамические силы, действующие в трёхфазной шинной линии, при расположении проводников в одной плоскости, при трёхфазном и двухфазном КЗ.