1. Электродинамическая устойчивость

При коротком замыкании в сети через аппарат проходят токи в десятки раз превышающие номинальный. Эти токи, взаимодействуя с магнитным полем, создают электродинамические силы, которые стремятся деформировать проводники и изоляторы.

Электродинамической устойчивостью аппаратов называется способность противостоять силам, возникающим при прохождении тока короткого замыкания (Т.К.З.). Выражается амплитудным значением тока i_дин, при котором механические напряжения в деталях аппаратав не выходят за пределы допустимых:

i_дин ≤ K_дин I_н , [1]

где K_дин - кратность амплитудного тока i_дин относительно амплитуды I_н.

Например: для аппарата АП – 50 K_дин = 100

значит i_дин ≤ 100 50 = 7 кА

2. Расчет электродинамических усилий (э.Д.У)

Если по проводнику длинной l протекает постоянный ток I и он находится в магнитном поле с индукцией В, создаваемой другим проводником с током, то на этот проводник действует сила F:

Рис. 1

; или , [2]

где β – угол между направлением тока в проводнике l и индукцией. Направление силы определяется по правилу левой руки ( пальцы – ток, индукция входит в ладонь, большой палец – сила ), направление индукции от другого проводника определяется по правилу буравчика.

Если проводники расположены в одной плоскости β = 90°, тогда sin β = 1.

При различном расположении проводников э.д.у. имеет следующие направления:

Рис.2

Согласно закону Био – Савара – Лапласа индукция от элемента с током I₂ в месте расположения проводника l с током I, определяется по формуле:

[3]

Поскольку индукция и магнитное поле второго проводника пропорциональны также току i₂ то

, или , [4]

где С – коэффициент геометрического фактора, зависит от длины проводников и их расположения (взаимного).

Если ток измеряется в [А], расстояние в [м], то сила измеряется в ньютонах [Н]:

[Н] или ;

где Гн/м

μ₀ – абсолютная магнитная проницаемость воздуха.

Вот некоторые значения С: табл.1

	; – для шин, когда
	Сила разгибает угол
	М1 – момент от левого проводника М2 – момент от правого проводника

При расчете электродинамической стойкости необходимо определить момент э.д.у. относительно точки вращения подвижного контакта либо точки крепления. При этом момент равен произведению силы на плечо.

] [5]

0 – точка преломления

При переменном однофазном синусоидальном токе, когда , среднее значение силы за период равно для установившегося режима:

[6]

где – действующее значение тока.

Расчет э.д.у. производится для наиболее тяжелого случая: включения на существующее к.з. с максимальной апериодической составляющей тока, когда возникает ударный ток.

, [7]

где - ударный ток к.з.

; ;

F – мгновенное значение силы; - максимальное значение силы.

; ;

Для меди МТ рекомендуется не превышать механических напряжений 140 МПа, для алюминия АТ – 70 МПа.