Equação do esforço eletrodinâmico de curto-circuito em barramentos
Um modelo simplificado de longo-condutor estima o pico de força eletrodinâmica atuando entre caminhos paralelos de corrente de barra num vão não suportado.
F = μ0/(2π) × ip²/a × lF = 2 × 10⁻⁷ × ip² × l/aip = kpeak × Ik,rmsem que:
- F
- Força eletrodinâmica no vão modelado[N]
- μ0
- Permeabilidade magnética do espaço livre[H/m]
- ip
- Corrente de curto-circuito máxima[A]
- a
- Espaço entre eixos paralelos[m]
- l
- Comprimento do condutor não suportado[m]
- kpeak
- Fator RMS/pico derivado do projeto
Devido à relação quadrática, duplicar a corrente de pico origina cerca de quatro vezes mais força. A verificação completa do barramento e dos suportes continua a ser uma tarefa de engenharia ao nível do conjunto.
Como estimar a força do barramento
Introduza a corrente de defeito eficaz (RMS) ou de pico, o fator RMS/pico quando necessário, o espaçamento entre os centros dos barramentos, o vão sem suporte e o valor nominal do suporte. A calculadora aplica a equação simplificada da força entre condutores paralelos longos.
- Determinar pico de corrente de curto-circuito.
- Medir o espaçamento centro a centro.
- Meça o vão crítico entre apoios.
- Calcule a força por metro e por vão.
- Compare com suporte completo e verificação de montagem.
Exemplo de força do barramento
Uma corrente de defeito eficaz de 50 kA, com um fator de pico de 2,2, produz uma corrente de pico de 110 kA. Com 100 mm de espaçamento e um vão de 500 mm, a força simplificada é de aproximadamente 12,1 kN nesse vão.
ip = 50 × 2,2 = 110 kA
F = 2×10⁻⁷ × 110000² × 0,5 / 0,1 = 12,100 N
Efeito corrente da lei quadrada
A força é proporcional ao quadrado da corrente de pico, proporcional ao comprimento sem suporte e inversamente proporcional ao espaçamento. Duplicar a corrente de pico produz aproximadamente quatro vezes a força; reduzir o vão para metade reduz aproximadamente a força para metade.
Limites do modelo simplificado
Os barramentos trifásicos reais incluem vários condutores, repartição desigual da corrente, efeitos de extremidade, flexibilidade das barras, cargas nos fixadores, flexão dos isoladores, estrutura do invólucro e resposta dinâmica. A capacidade de suportar as solicitações deve ser verificada para o conjunto completo segundo a norma aplicável.
Pressupostos
- Dois longos caminhos de condutores paralelos retos
- Espaçamento uniforme e distribuição de corrente
- O pico de corrente e o comprimento não suportado representam a secção crítica
- São excluídos os efeitos finais, geometria multifásica, flexibilidade da barra, ressonância e estrutura do invólucro
Avisos importantes
- Esta força simplificada não é a verificação de montagem IEC 61439 ou um cálculo de tensão mecânica completo.
- O projeto real deve incluir a geometria das fases, o número de barras por fase, a repartição de corrente, a disposição dos suportes, os elementos de fixação, o esforço mecânico do material, a resposta dinâmica e os dados de suportabilidade ensaiados.