При воздействии на элементы ТВС электромагнитных сил в них могут возникать значительные механические напряжения, которые в некоторых случаях разрушают части аппарата. Для проверки рассматриваемого разъединителя на механическую прочность представим необходимые элементы аппарата как одно- или многопролётные балки с равномерно распределённой нагрузкой, лежащие на опорах, и рассчитаем возникающие в балках напряжения в каждом из рассмотренных выше видов электромагнитных взаимодействий.
Взаимодействие двух параллельных проводников конечной длины
Рассмотрим токопровод как медную балку прямоугольного сечения размерами 30х70-10-3м, длиной l = 940-10-3 м, нагруженную силой F = 940-10-3. Необходимо найти максимальный изгибающий момент и провести расчёт на прочность, рассчитав напряжение в балке и сравнив полученное значение с допустимым напряжением для меди, равным [σ] Си = 200 МПа.
- Составление уравнений равновесия.
- Составление уравнений поперечной силы и изгибающего момента.
Рассмотрим участок: 0 < х 0,94 м.
- Определение максимального изгибающего момента.
Для этого найдем экстремум Mz (x):
- Определение момента сопротивления для балки прямоугольного сечения.
- Вычисление напряжения в балке и проверочный расчёт.
Следовательно, выбранное сечение балки удовлетворяет требованиям по запасу прочности и, при необходимости, может быть уменьшено.
3.4.2 Взаимодействие проводников, расположенных под прямым углом
1. Определение изгибающего момента.
Для определения изгибающего момента при взаимодействии проводников, расположенных под прямым углом, воспользуемся приближёнными формулами.
В этом случае изгибающий момент
M = Fxl,
где F - равнодействующая всех сил, приложенная к данному элементу; l - плечо силы.
- Определение момента сопротивления для балки прямоугольного сечения.
Следовательно, выбранное сечение балки удовлетворяет требованиям по запасу прочности и, при необходимости, может быть уменьшено.
Вывод:
Расчет электродинамических усилий при токе электродинамической стойкости 104 кА показал устойчивость предложенной конструкции (максимальное механическое напряжение в элементах ТВС составляет 90.5 МПа при допустимом уровне 200 МПа)
