Электродинамическое действие токов к.з.

Из курса электротехники известно, что проводники с током взаимодействуют, и если токи велики, то такие взаимодействия сопровождаются большими механическими напряжениями.

При одинаковом направлении токов проводники притягиваются, при противоположном направлении отталкиваются.

Сила взаимодействия токов определяется по формулам, вытекающем из закона Био-Савара. Для двух параллельных проводников длиной , расположенных на расстоянии , она может быть определена по формуле:

, (1)

где - токи в проводниках , - коэффициент пропорциональности.

В 3-х фазных установках электродинамические взаимодействия зависят от взаимного расположения фаз и момента времени в пределах периода переменного тока. Усилия изменяются во времени по величине и знаку и имеют колебательный характер.

Взаимодействие достигает максимума, когда полный ток достигает ударного значения. Наибольшее междуфазное усилие имеет место при 3-х фазном к.з., поэтому оно принимается расчетным при оценке электродинамических сил.

В аппаратах и шинных конструкциях могут возникать большие силы взаимодействия токов в одной фазе. Это происходит при расщеплении фазы на ряд параллельных проводов и когда проводники изогнуты под углом. На рис.8.12 показана эпюра усилий, возникающих в пределах токоведущего контура фазы выключателя. Такие силы могут вызвать самопроизвольное отключение выключателя. Так при токе на траверсу подвижных контактов выключателя действует сила около 2000 Н. Подобные силы возникают в разъединителях, реакторах и других аппаратах.

Чтобы не произошли механические повреждения под действием усилий, возникающих в проводниках при к.з., все элементы токоведущей конструкции должны иметь достаточную электродинамическую стойкость.

«Под электродинамической стойкостью понимают способность аппаратов и проводников выдерживать механические усилия, возникающие при протекании токов к.з., без деформаций, препятствующих их дальнейшей работе.»

Для электрических аппаратов завод-изготовитель указывает гарантийный ток к.з., при котором обеспечивается электродинамическая стойкость. В каталогах на оборудование дается мгновенное значение тока электродинамической стойкости (или , или ). Проверка на электродинамическую стойкость выполняется по условию

(2)

Согласно ПУЭ на электродинамическую стойкость – не проверяют аппараты и проводники, защищенные плавкими вставками на ток до 60 А, а также цепи трансформаторов напряжения, расположенных в отдельной камере.