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.
Počínaje generátory přes transformátory, spínací přístroje, vodiče
ohebné tuhé, podpěrné izolátory atd.10.4 ⎟
⎠
⎞⎜
⎝
⎛ ″
= −
(38)
Kmitavý charakter elektrodynamických sil při průchodu střídavého proudu zvětšuje
nebezpečí výskytu poruch zejména vodičů, jejichž vlastní kmitočet (Hz) pohybuje
v rozmezí 200 Hz. Pro nejmenší vlastní kmitočet platí
vztah
4
1
0
.17
Způsob namáhání proudové dráhy dán charakterem proudu, který síly vyvolává. Při střídavém proudu tIi ωsin= velikost elektrodynamické síly
( tKItIKKiF 2222
sin2sin2 === (37)
kde efektivní hodnota jmenovitého proudu.
To znamená, síla dosahuje dvojnásobné velikosti vzhledem síle vyvolané stejnosměrným
proudem navíc kmitá dvojnásobným kmitočtem zdroje.
Vliv zvětšeného namáhání vodičů vlivem kmitavého charakteru sil nutné uvažovat zejména
u přípojnic rozvodnách rozváděčích při paralelním uspořádání proudové dráhy
(kontakty odpojovače), kde jsou vodiče uspořádány rovnoběžně [9]. Obecné zásady výpočtu namáhání jsou obsaženy [7] a
dále příslušných předmětových normách.
lG
JE
k=ν [Hz] (39)
kde značí
E [Pa] modul pružnosti materiálu vodiče
J [m4
] moment setrvačnosti průřezu vodiče vzhledem ose kolmé směr kmitání
G1 [kg/m] hmotnost vodiče délky
l [m] délka vodiče mezi podpěrami
k [-] koeficient zohledňující typ počet podpěr [7] (pro nosník dvěma podpěrami
k 1,57)
Na účinky elektrodynamických sil při zkratu jsou kontrolovány veškeré části
elektrizační soustavy.8,1. Při
stejnosměrném proudu vzniká elektrodynamická síla konstantní velikosti, která mění pouze
v přechodných stavech.
.
V případě zkratu velikost elektrodynamické síly mnohonásobně zvětšuje, neboť ve
vztahu (37) bude figurovat nárazový proud podle (23) elektrodynamická síla působící na
proudovou dráhu všechny její mechanické prvky (podpěrné izolátory atd.) bude
a
l
IF k
2
7
.
. těchto případech je
nutné kontrolovat vlastní kmitočet dílců proudové dráhy, přičemž pro zjednodušení
předpokládáme konfiguraci nosníku dvou podporách. Kmitočet uplatňuje dobu
existence přechodné složky proudu při zkratu, kmitočet 100 naopak působí trvale. Zcela musíme zabránit výskytu vlastních kmitočtů 100 Hz
z důvodu nebezpečí vzniku mechanické rezonance.2
