બંધારણો અને ઉપકરણોના જીવંત ભાગોમાં ઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક દળો

વિદ્યુત ઉપકરણોના ભાગો અને વોલ્ટેજ હેઠળના વિતરણ ઉપકરણો, જ્યારે તેમાંથી પ્રવાહ વહે છે, ત્યારે ઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક દળોના સંપર્કમાં આવે છે... જેમ તમે જાણો છો, આવા બળો કોઈપણ વર્તમાન વહન કરનાર વાહક પર કાર્ય કરે છે. ચુંબકીય ક્ષેત્ર.

સ્વીચગિયર તત્વો અને સરળ રૂપરેખાંકનના ઉપકરણો માટે આ દળોની તીવ્રતા Biot-Savard ના કાયદાના આધારે નક્કી કરી શકાય છે:

જ્યાં (H, l) એ વર્તમાનની દિશા અને ચુંબકીય ક્ષેત્રની દિશા દ્વારા રચાયેલ કોણ છે; સમાંતર વાયર સાથે 90 ° છે.

જો બે સમાંતર વાહક પ્રવાહમાં આગળ વધે છે અને વર્તમાન i1 સાથેનો વાહક ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં હોય છે જેમાં વર્તમાન i2 ની તીવ્રતા H = 0.2 • i2/a હોય છે, તો તેમની વચ્ચે કાર્ય કરતા બળની તીવ્રતા બરાબર હશે.

જ્યાં i1 અને i2 એ પ્રથમ અને બીજા વાયરનો પ્રવાહ છે, અને; a એ વાયરની અક્ષો વચ્ચેનું અંતર છે, cm; l — વાયર લંબાઈ, જુઓ

વાયરો વચ્ચે કામ કરતું બળ તેમનામાં રહેલા પ્રવાહની સમાન દિશા સાથે તેમને એકબીજા તરફ આકર્ષે છે અને તેમને જુદી જુદી દિશામાં ભગાડે છે.

આ ઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક દળોનું સૌથી મોટું મૂલ્ય મહત્તમ શક્ય શોર્ટ-સર્કિટ વર્તમાન, એટલે કે શોર્ટ-સર્કિટ વર્તમાન iy દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. તેથી, શૉર્ટ સર્કિટનો પ્રારંભિક ક્ષણ (t = 0.01 સેકન્ડ) ગતિશીલ દળોની તીવ્રતાના સંદર્ભમાં સૌથી ખતરનાક છે.

જ્યારે સર્કિટ બ્રેકરમાંથી શોર્ટ-સર્કિટ કરંટ વહે છે અથવા જ્યારે તે હાલના નેટવર્ક સાથે જોડાયેલ છે શોર્ટ સર્કિટ તેના વ્યક્તિગત ભાગો - બુશીંગ્સ, કન્ડક્ટીંગ સળિયા, સ્લીપર્સ, સળિયા, વગેરે, તેમજ અનુરૂપ ટાયર અને બસબાર - અચાનક યાંત્રિક ભારને આધિન છે, જે અસરનું પાત્ર ધરાવે છે.

6-20 kV ના વોલ્ટેજ પર આધુનિક હાઇ-પાવર ઇલેક્ટ્રિકલ સિસ્ટમ્સમાં, શોર્ટ-સર્કિટ કરંટ 200-300 ka અને તેથી વધુ સુધીના મૂલ્યો સુધી પહોંચી શકે છે, જ્યારે ઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક દળો પ્રતિ બસ (અથવા બસો) 1 -1.5 મીટર લાંબી અનેક ટન સુધી પહોંચે છે. ...

આવી પરિસ્થિતિઓમાં, ઇલેક્ટ્રિકલ સાધનોના એક અથવા બીજા તત્વની અપૂરતી યાંત્રિક શક્તિ અકસ્માતના વધુ વિકાસનું કારણ બની શકે છે અને સ્વીચગિયરને ગંભીર નુકસાન પહોંચાડી શકે છે. તેથી, કોઈપણ વિદ્યુત સ્થાપનની વિશ્વસનીય કામગીરી માટે, તેના તમામ ઘટકોમાં ઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક સ્થિરતા (પર્યાપ્ત યાંત્રિક શક્તિ) હોવી આવશ્યક છે, એટલે કે, શોર્ટ સર્કિટની અસરોનો સામનો કરવો.

ઉપરોક્ત સૂત્ર અનુસાર ઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક દળોને નિર્ધારિત કરતી વખતે, એવું માનવામાં આવે છે કે વર્તમાન રાઉન્ડ વાયરની અક્ષ સાથે વહે છે, જેનો વ્યાસ દળોની તીવ્રતાને અસર કરતું નથી. એ નોંધવું જોઇએ કે તેમની વચ્ચેના મોટા અંતર પર વાયરના ક્રોસ-સેક્શનનું કદ અને આકાર ઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક દળોની તીવ્રતા પર કોઈ નોંધપાત્ર અસર કરતું નથી.

જો વાયર લંબચોરસ સ્ટ્રીપ્સના સ્વરૂપમાં હોય અને એકબીજાથી નાના અંતરે સ્થિત હોય, જ્યારે પ્રકાશમાં અંતર સ્ટ્રીપની પરિમિતિ કરતા ઓછું હોય, તો તેમના ક્રોસ-સેક્શનના પરિમાણો પર નોંધપાત્ર પ્રભાવ પાડી શકે છે. ઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક દળો. કંડક્ટરના ક્રોસ-વિભાગીય પરિમાણોના આ પ્રભાવને ફોર્મ ફેક્ટરનો ઉપયોગ કરીને ગણતરીમાં ધ્યાનમાં લેવામાં આવે છે.

જો જીવંત વાયર સમાન સર્કિટથી સંબંધિત છે અને i1 = i2 = iy તો સૌથી મોટું ક્રિયાપ્રતિક્રિયા બળ સમાન હશે

વાયરના અન્ય વિવિધ સરળ અને જટિલ સ્વરૂપો સાથે, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઊર્જાના વધારાના સિદ્ધાંત અને પરિણામી નિર્ભરતાનો ઉપયોગ કરવો વધુ અનુકૂળ છે.

આવા સરળ અવલંબન i1 અને i2 દ્વારા વહન કરવામાં આવતા બે અરસપરસ સર્કિટ L1 અને L2 ને ધ્યાનમાં લઈને મેળવી શકાય છે. આ સર્કિટ માટે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઊર્જાનો પુરવઠો નીચે મુજબ હશે:

જો, કરંટ i1 અને i2 ની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના પરિણામે, સિસ્ટમનો લૂપ કોઈપણ દિશામાં ઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક દળોની ક્રિયા હેઠળ dx ની માત્રા દ્વારા વિકૃત થાય છે, તો ક્ષેત્રની શક્તિ Fx દ્વારા કરવામાં આવેલ કાર્ય વૃદ્ધિ સમાન હશે. dW જથ્થા દ્વારા સિસ્ટમને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઊર્જાના પુરવઠામાં:

ક્યાં:

એવા કિસ્સાઓમાં જ્યાં વ્યવહારમાં ઇન્ડક્ટન્સ L1-L સાથે સમાન સર્કિટના ભાગો અથવા બાજુઓ વચ્ચે ઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક બળ નક્કી કરવું જરૂરી છે, ક્રિયાપ્રતિક્રિયા બળ આ હશે:

આ અભિવ્યક્તિનો ઉપયોગ કરીને, અમે કેટલાક સરળ પરંતુ વ્યવહારિક રીતે મહત્વપૂર્ણ કેસો માટે ઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક દળો નક્કી કરીએ છીએ:

1. જમ્પર સાથે સમાંતર વાયર.

ઓઇલ સર્કિટ બ્રેકર્સ અને ડિસ્કનેક્ટર્સમાં, આ ગોઠવણી સાથે સર્કિટ રચાય છે.

લૂપનું ઇન્ડક્ટન્સ હશે

તેથી પાર્ટીશન પર કામ કરતું બળ છે

જ્યાં a એ વાયરની અક્ષો વચ્ચેનું અંતર છે; r એ વાયરની ત્રિજ્યા છે.

આ અભિવ્યક્તિ સ્વીચ બીમ અથવા સ્વીચ બ્લેડ પર કામ કરતા ઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક દળો આપે છે. જ્યારે પ્રવાહ બંધ હોય ત્યારે તેઓ ઓઇલ સર્કિટ બ્રેકર સ્ટ્રોકની હિલચાલને સરળ બનાવે છે અને જ્યારે તે ચાલુ હોય ત્યારે તેને દૂર કરે છે.

પરિણામી દળોની તીવ્રતાનો ખ્યાલ રાખવા માટે, તે કહેવું પૂરતું છે કે, ઉદાહરણ તરીકે, VMB-10 પાવર સર્કિટ બ્રેકરમાં 50 kA ના શોર્ટ-સર્કિટ પ્રવાહ સાથે, ટ્રાવર્સ પર કામ કરતું બળ લગભગ 200 કિલો છે.

2. જમણા ખૂણા પર વળેલું વાહક.

કંડક્ટરની આવી ગોઠવણીનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે સ્વીચગિયરમાં ઉપકરણ સુધી અને પછીના અભિગમોના બસબારને ગોઠવવા માટે થાય છે, તે બુશિંગ ડિસ્કનેક્ટર્સમાં પણ જોવા મળે છે.

આવા સર્કિટ બનાવતા વાહકનું ઇન્ડક્ટન્સ હશે:

તેથી, સાઇટ પ્રયાસ અગાઉના કેસની જેમ નક્કી કરવામાં આવશે:

જ્યાં a એ જંગમ તત્વની લંબાઈ છે, ઉદાહરણ તરીકે ડિસ્કનેક્ટર બ્લેડ.

વિદ્યુતપ્રવાહની ક્રિયા હેઠળ, એક ખૂણા પર વળેલો વાયર સીધો થવાનું વલણ ધરાવે છે, અને જો તેની એક બાજુ જંગમ હોય, ઉદાહરણ તરીકે, ડિસ્કનેક્ટરની બ્લેડ, તો પછી શોર્ટ સર્કિટ દરમિયાન સંભવિત સ્વયંસ્ફુરિત ટ્રીપિંગ સામે પગલાં લેવા જોઈએ.