संरचनाओं और उपकरणों के जीवित भागों में विद्युतीय बल

वोल्टेज के तहत बिजली के उपकरण और वितरण उपकरणों के हिस्से, जब उनके माध्यम से प्रवाह होता है, तो इलेक्ट्रोडायनामिक बलों के संपर्क में आते हैं... जैसा कि आप जानते हैं, ऐसे बल किसी भी वर्तमान-वाहक कंडक्टर पर कार्य करते हैं चुंबकीय क्षेत्र.

बायोट-सवार्ड के कानून के आधार पर स्विचगियर तत्वों और सरल कॉन्फ़िगरेशन के उपकरणों के लिए इन बलों की परिमाण निर्धारित की जा सकती है:

जहां (एच, एल) वर्तमान की दिशा और चुंबकीय क्षेत्र की दिशा से बना कोण है; समानांतर तारों के साथ 90 ° है।

यदि दो समानांतर कंडक्टर एक करंट में चलते हैं और करंट i1 वाला एक कंडक्टर एक चुंबकीय क्षेत्र में होता है जिसमें करंट i2 की तीव्रता H = 0.2 • i2 / a होती है, तो उनके बीच कार्य करने वाले बल का परिमाण बराबर होगा

जहाँ i1 और i2 पहले और दूसरे तारों की धाराएँ हैं, और; a तारों की कुल्हाड़ियों के बीच की दूरी है, सेमी; एल - तार की लंबाई, देखें

तारों के बीच कार्य करने वाला बल उनमें समान धारा की दिशा के साथ उन्हें एक दूसरे की ओर आकर्षित करता है और उन्हें अलग-अलग दिशाओं में प्रतिकर्षित करता है।

इन इलेक्ट्रोडायनामिक बलों का सबसे बड़ा मूल्य अधिकतम संभव शॉर्ट-सर्किट करंट, यानी शॉर्ट-सर्किट करंट iy द्वारा निर्धारित किया जाता है। इसलिए, शॉर्ट सर्किट का प्रारंभिक क्षण (t = 0.01 सेकंड) गतिशील बलों के परिमाण के संदर्भ में सबसे खतरनाक है।

जब सर्किट ब्रेकर के माध्यम से शॉर्ट-सर्किट करंट प्रवाहित होता है या जब यह किसी मौजूदा नेटवर्क से जुड़ा होता है शार्ट सर्किट इसके अलग-अलग हिस्से - झाड़ियों, कंडक्टिंग रॉड्स, स्लीपर्स, रॉड्स इत्यादि, साथ ही संबंधित टायर और बसबार्स - अचानक यांत्रिक भार के अधीन होते हैं, जिसमें एक प्रभाव का चरित्र होता है।

6-20 kV के वोल्टेज पर आधुनिक उच्च-शक्ति विद्युत प्रणालियों में, शॉर्ट-सर्किट धाराएँ 200-300 ka और अधिक तक के मान तक पहुँच सकती हैं, जबकि इलेक्ट्रोडायनामिक बल कई टन प्रति बस (या बसों) 1 -1.5 मीटर लंबे तक पहुँचते हैं ...

ऐसी परिस्थितियों में, विद्युत उपकरण के एक या दूसरे तत्व की अपर्याप्त यांत्रिक शक्ति दुर्घटना के आगे विकास का कारण बन सकती है और स्विचगियर को गंभीर नुकसान पहुंचा सकती है। इसलिए, किसी भी विद्युत स्थापना के विश्वसनीय संचालन के लिए, इसके सभी तत्वों में इलेक्ट्रोडायनामिक स्थिरता (पर्याप्त यांत्रिक शक्ति) होनी चाहिए, अर्थात शॉर्ट सर्किट के प्रभावों का सामना करना पड़ता है।

उपरोक्त सूत्र के अनुसार इलेक्ट्रोडायनामिक बलों का निर्धारण करते समय, यह माना जाता है कि गोल तारों की धुरी के साथ धारा प्रवाहित होती है, जिसका व्यास बलों के परिमाण को प्रभावित नहीं करता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि उनके बीच बड़ी दूरी पर तारों के क्रॉस-सेक्शन के आकार और आकार का इलेक्ट्रोडायनामिक बलों के परिमाण पर कोई ध्यान देने योग्य प्रभाव नहीं पड़ता है।

यदि तार आयताकार पट्टियों के रूप में हैं और एक दूसरे से थोड़ी दूरी पर स्थित हैं, जब प्रकाश में दूरी पट्टी की परिधि से कम है, तो उनके क्रॉस-सेक्शन के आयामों का महत्वपूर्ण प्रभाव हो सकता है इलेक्ट्रोडायनामिक बल। कंडक्टर के क्रॉस-सेक्शनल आयामों के इस प्रभाव को फार्म कारक का उपयोग करके गणना में ध्यान में रखा जाता है।

अगर लाइव तार एक ही परिपथ से संबंध रखते हैं और i1 = i2 = iy तो सबसे बड़ा अन्योन्यक्रिया बल के बराबर होगा

तारों के विभिन्न अन्य सरल और जटिल रूपों के साथ, विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा में वृद्धि और परिणामी निर्भरता के सिद्धांत का उपयोग करना अधिक सुविधाजनक है।

इस तरह की सरल निर्भरता दो इंटरेक्टिंग सर्किट L1 और L2 धाराओं i1 और i2 द्वारा ले जाने पर विचार करके प्राप्त की जा सकती है। इन सर्किटों के लिए विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा की आपूर्ति इस प्रकार होगी:

यदि, धाराओं i1 और i2 की बातचीत के परिणामस्वरूप, सिस्टम लूप किसी भी दिशा में इलेक्ट्रोडायनामिक बलों की कार्रवाई के तहत dx की मात्रा से विकृत हो जाता है, तो क्षेत्र की ताकत Fx द्वारा किया गया कार्य वृद्धि के बराबर होगा मात्रा dW द्वारा सिस्टम को विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा की आपूर्ति में:

कहाँ:

ऐसे मामलों में जहां अभ्यास में एल 1-एल के अधिष्ठापन के साथ एक ही सर्किट के हिस्सों या पक्षों के बीच इलेक्ट्रोडायनामिक बल निर्धारित करना आवश्यक है, अंतःक्रियात्मक बल होगा:

इस अभिव्यक्ति का उपयोग करते हुए, हम कई सरल लेकिन व्यावहारिक रूप से महत्वपूर्ण मामलों के लिए विद्युतीय बल निर्धारित करते हैं:

1. जम्पर के साथ समानांतर तार।

ऑयल सर्किट ब्रेकर्स और डिस्कनेक्टर्स में, इस कॉन्फ़िगरेशन के साथ एक सर्किट बनता है।

लूप का इंडक्शन होगा

इसलिए विभाजन पर कार्य करने वाला बल है

जहाँ तारों की कुल्हाड़ियों के बीच की दूरी है; r तार की त्रिज्या है।

यह अभिव्यक्ति स्विच बीम या स्विच ब्लेड पर अभिनय करने वाले इलेक्ट्रोडायनामिक बलों को देती है। जब करंट बंद होता है तो वे ऑयल सर्किट ब्रेकर स्ट्रोक की गति को सुगम बनाते हैं और चालू होने पर इसे पीछे हटाते हैं।

परिणामी बलों के परिमाण का अंदाजा लगाने के लिए, यह कहना पर्याप्त है कि, उदाहरण के लिए, VMB-10 पावर सर्किट ब्रेकर में 50 kA के शॉर्ट-सर्किट करंट के साथ, ट्रैवर्स पर कार्य करने वाला बल लगभग 200 किग्रा है।

2. एक चालक समकोण पर मुड़ा हुआ है।

कंडक्टरों की इस तरह की व्यवस्था का उपयोग आमतौर पर स्विचगियर में किया जाता है ताकि तंत्र के लिए और उसके बाद के बसबारों को व्यवस्थित किया जा सके, यह डिस्कनेक्टर्स को घुमाने में भी पाया जाता है।

ऐसे सर्किट बनाने वाले कंडक्टर का अधिष्ठापन होगा:

इसलिए, साइट प्रयास पिछले मामले की तरह निर्धारित किया जाएगा:

जहां एक जंगम तत्व की लंबाई है, उदाहरण के लिए एक डिस्कनेक्टर ब्लेड।

करंट की कार्रवाई के तहत, एक कोण पर मुड़ा हुआ तार सीधा हो जाता है, और यदि इसका एक पक्ष जंगम है, उदाहरण के लिए, डिस्कनेक्टर का ब्लेड, तो शॉर्ट सर्किट के दौरान संभावित सहज ट्रिपिंग के खिलाफ उपाय किए जाने चाहिए।