Pojem dynamické jevy v elektrických zařízeních úzce souvisí s pojmem přechodné jevy, neboť dynamika vždy souvisí s energetickou změnou sledované soustavy, resp. jejího prvku (popř. subsystému). Pokud chceme studovat tyto jevy v elektrických zařízeních, tak studovaným systémem bude nutně elektrizační soustava, která je složena z jednotlivých, vzájemně propojených článků. Elektrizační soustavu řadíme do kategorie rozlehlých systémů kybernetického typu [1] a přijejím popisu chápeme tuto soustavu jako dynamický systém, tj. systém ve kterém je okamžitá hodnota vnitřních veličin závislá na okamžitých hodnotách stavu systému v daném časovém okamžiku. Přitom stav systému pojímáme jako soubor vnitřních veličin systému, které jsou závislé na časovém vývoji systému. Jinými slovy řečeno, na počátečních podmínkách, pokud systém (subsystém) je popsán diferenciálními rovnicemi.
2 Silové účinky zkratového proudu
Procházející elektrický proud vodičem, vytváří okolo vodiče magnetické pole [8].
.
V případě zkratu prochází proudovou drahou proud značné velikosti, ale pouze
krátkodobě.
Interakcí magnetických polí vodičů nebo jejich částí vznikají síly, které vzhledem jejich
povaze nazýváme elektrodynamické.
k
th
k
th
k t
c
J
t
Vc
IR
22
.10.
Velikost elektrodynamické síly možné obecně vypočítat buď změny magnetické energie
soustavy, nebo podle Biotova-Savartova-Laplaceova zákona pro případ dvou rovnoběžných
(teoreticky nekonečně dlouhých) vodičů délky [m] vzdálenosti [m] protékaných proudy
i1 [A] výsledná síla
a
l
iiF 21
7
.
Tepelná odolnost elektrických zařízení posuzuje podle podmínky doby trvání
zkratu, popř. případě, doba trvání zkratu podstatně kratší než tepelná časová konstanta
(tk 0,2τ) možné považovat celý děj adiabatický, tj. bez výměny tepla okolím. Orientace magnetických polí (tj. několika zkratů rychle sebou tak, že
thrth pro Tkr
k
kr
thrth
T
T
II pro (34)
kde je
Ithr jmenovitý krátkodobý proud zařízení
Tkr jmenovitá doba zkratu
Pro kontrolu tepelné odolnosti vodičů používají obdobné vztahy proudovou hustotou
2.m-2
] proudová hustota ekvivalentního oteplovacího proudu Ith
První vyjádření rovnice (31) respektuje celý objem tělesa, druhém zohledňován průřez
proudové dráhy.2 −
= [N] (35)
V případě, i
a
l
iF 27
10. ρ
ϑ ==Δ (32)
kde je
ρ [Ωm] rezistivita materiálu
Jth [A. vzájemná poloha
vodičů nebo jejich úseků) smysl průchodu proudu určují směr smysl působící síly.2 −
= (36)
..
Výsledná teplota proudové dráhy tedy
kk Δ+Δ+= max0 (33)
a tato teplota nesmí překročit doporučené teploty podle normy [7]. Ustálené oteplení tělesa (části proudové dráhy) nesmí překročit hodnoty stanovené
příslušnou předmětovou normou.16
Při průchodu jmenovitého proudu teplota tělesa exponenciálně narůstá do
ustáleného stavu, kdy všechno teplo vodiče přivedené odváděno povrchem tělesa do
okolí.3.
Všechno teplo spotřebuje zvětšení oteplení tělesa (proudové části).
