1.4 Основні позначення апаратів та елементів в електричних системах

- обмотка трансформатора

- реактор (апарат для обмеження струмів короткого

замикання)

- котушка з виводом

- котушка з магніто-діелектричним магніто проводом

- котушка індуктивності з магнітопроводом (реактор або дроссель

- трансформатор струму

- трансформатор струму в каскадному з’єднанні

- елемент пам’яті

- електричний розрядник (трубчастий)

- електричний розрядник (кульовий)

- розімкнутий контакт (ключ)

- контакт автоматичного вимикача

- контакт із механічним зв’язком (замикаючий)

- контакт із механічним зв’язком (розмикаючий)

- кнопочний нажимочний замикаючий контакт

- термоконтакт (нормально розмикаючий) (замикаючий)

- кнопочний розмикаючий контакт (вимикач)

- вимикач-запобіжник

- реле електричне із замикаючим і розмикаючим контактами

- теплове реле з повертанням шляхом натискання кнопки

- діод

-з оптронна пара (діод – діод)

- оптронна пара (діод – резистор)

2. Електродинамічні зусилля в електричних апаратах та їх методи розрахунку

2.1 Загальні відомості про електродинамічну стійкість

Електродинамічна стійкість апарату – це його здатність протистояти електродинамічним зусиллям, що виникають при проходженні струмів короткого замикання (КЗ). Ця величина може вимірюватись або амплітудним значення струму КЗ ( ) – струмом динамічним, або коефіцієнтом:

де – динамічний коефіцієнт;

– номінальний струм.

При взаємодії струмів короткого замикання з магнітним полем інших струмоведучих частин апарату виникають електродинамічні зусилля, які намагаються деформувати як провідники струмоведучих частин, так і ізолятори, на яких вони кріпляться. Тому при оцінці електродинамічної стійкості аналізують стійкість не тільки електричних, але й ізоляційних матеріалів. Властивості їх вивчені ще не до кінця. Тому розрахунки міцності конструкції апаратів проводять на максимальне значення електродинамічних зусиль, хоч вони і діють тільки деякий час.

2.2 Основні фізичні поняття, формули, закони, необхідні для розрахунку електродинамічних зусиль електричних апаратів

Нагадаємо деякі фізичні поняття, формули, закони, що зустрічаються при розрахунку електричних апаратів.

М агнітний потік через довільну поверхню S визначається формулою:

(2.1)

Для площини s (рис.2.1):

Для елементарних площадок ds, які перетинають силові лінії магнітної індукції потік магнітної індукції.

де – нормальна складова вектора

п – нормаль до площини в даній точці.

[Ф] = 1 Вб; [В] = 1 Тл.

Магнітна індукція поля провідника із струмом визначається законом Біо-Савара-Лапласа:

→ (2.2)

д е І – сила струму;

dl – довжина елемента провідника; dl

μ₀ – магнітна стала;

r – радіус-вектор, проведений від елемента dl даного провідника до точки простору, в якій розглядається поле (рис. 2.2).

Вектор магнітної індукції направлений по дотичній до силової лінії, його напрямок визначається правилом правого свердлика (рис. 2.3).

Д ля нескінченно довгого провідника із струмом:

(2.3)

Для кругового витка, в його центрі:

(2.3.а)

або поскільки – магнітний момент,

(2.3.б)

де S – площа поперечного перерізу контуру (витка).

Напруженість магнітного поля Н – це характеристика магнітного поля, яка визначається макрострумами і не залежить від середовища, в якому струм проходить. На відміну від напруженості магнітна індукція залежить від середовища, і вона визачається не тільки макро-, але і мікро струмами.

де – відносна магнітна проникність;

– магнітна стала, =4 ·10^-7 Гн/м.;

Н – напруженість магнітного поля, А/м;

В – магнітна індукція, Тл.

Закон повного струму через поверхню, натягнуту на контур l можна записати так:

Або, коли для кожної ділянки магнітного кола B=const і H=const, його зручно виразити у вигляді:

де – кількість витків, по яких проходить струм , що створює в колі заданий робочий магнітний потік;

– магніторушійна сила, А.

Поскільки закон Біо-Савара-Лапласа записується у вигляді:

;

де, (повітря),

то часто користуються формулою:

Закон Ампера для елемента провідника dl, що знаходиться в магнітному полі з індукцією В у векторній формі виражається так:

Звідси модуль сили:

де dF – сила, що діє на провідник в магнітному полі. Часто ми говоримо про провідник, що створює поле в якому знаходиться інший провідник із струмом. При цьому виникають електродинамічні сили.