三相电流电动力的原理与应用

当一个三相电路出现故障时，处于同一平面上相互平行且等间距的三根导体，由于导体间的相互作用，每一根导体上所受到的力如下：

导体1上所受到的力等于导体2对其所施加的力加上导体3对其所施加的力，（F₁=F_1，2+F_1，3）。

导体2上所受到的力等于导体3对其所施加的力减去导体1对其所施加的力，（F₂=F_2，3-F_2，1）。

导体3上所受到的力等于导体1对其所施加的力加上导体2对其所施加的力，（F₃=F_3，1+F_3，2）。

当对这些力进行计算后可以得到其最大值。假定三根导体从左到右其电流相序为1、2、3，第1相的电流超前于第2相电流，第2相电流超前于第3相电流，这样可以得到如下结果：

外侧导体上的最大电动力为

中间相导体上的最大电动力为

式中 i_r——对称电流有效值；

d——中间相导体与外侧导体的中心距。

图4-168和图4-169分别对应于短路故障出现在两侧导体上和中间导体上的情况。(www.xing528.com)

图4-168 三相平行布置导体受到的电动力（在第1相导体电流过零后75°时出现短路）

图4-169 三相平行布置导体受到的电动力（在中间相导体电流过零前45°时出现短路）

有趣的是三相导体中的任意一个都是在短路发生后的半个周期达到电动力最大值。两侧导体的电动力最大值相同，其不同之处在于要达到这个最大电动力，电流超前于中间相的导体其短路要发生在电流过零前75°电角度，电流滞后于中间相的导体其短路则要发生在电流过零后75°电角度。

对于中间相导体（导体2），当短路发生在电流过零前或过零后45°电角度时，其电动力会达到最大值。中间相导体电动力最大值是三相平行布置导体中最大的。

从中还可以发现，如果电流滞后于中间相的导体（导体3）在其电流过零后75°电角度发生短路，而这恰巧是中间相导体（导体2）电流过零前45°电角度时刻，那么在这样的条件下短路发生后的半个周期时刻导体2和导体3上的电动力同时达到最大值。类似地，如果短路发生在第1相电流过零前75°电角度，这对应于第2相电流过零后45°电角度，这样在短路发生后的半个周期时第1相和第2相同时达到电动力最大值。

对于导体呈三相对称布置的情况，如等边三角形布置，每一相导体上的电动力F（N/m）最大值都是

这种布置下的任何一个导体，在这一相电流过零前或过零后90°电角度时发生短路，就会出现电动力最大值。电动力最大值出现在短路发生后的180°电角度，或半个周期时刻。在这种情况下任一导体上的最大电动力方向垂直于其它两个导体所决定的平面，且背离此平面向外。