Рассмотрим наиболее частый случай, когда проводники фаз располагаются в одной плоскости (Рис.10.2).
Рис. 10.2 Силы в трёхфазной системе токов.
В фазных проводниках протекают токи, которые представляют собой синусоиды с амплитудами Im:
.
Сила, действующая на проводник средней фазы, больше сил действующих на крайние фазы, поэтому рассмотрим силу, действующую на среднюю фазу. Эта сила будет складываться из двух сил – силы действующей на фазу b со стороны фазы a и силы действующей на фазу b со стороны фазы c:
.
Окончательно, с учетом формулы двойного угла и коэффициента кф, для погонной силы, действующей на среднюю фазу, можно записать:
. Таким образом, сила изменяется с частотой в два раза большей частоты сети. Максимальное значение погонной силы будет равно:
.
В переходном процессе КЗ наибольшее мгновенное значение тока равно его ударному значению iу, поэтому приближенно можно записать:
.
Наибольшие усилия между проводниками возникают при трёхфазном КЗ, поэтому этот вид КЗ является расчётным при проверке проводников и аппаратов на электродинамическую стойкость.
10.3 Электродинамическая стойкость жёстких проводников.
Электродинамическая стойкость жёстких проводников будет обеспечена, если будет выполнено условие:
σрасч≤σдоп.
Здесь расч – расчётное механическое напряжение в материале проводника;
доп – допустимое механическое напряжение в материале проводника (согласно ПУЭ доп=0,7 разр).
В качестве примера рассмотрим расчёт электродинамической стойкости проводников из жёстких однополосных шин (Рис.10.3). Жёсткие шины, как правило, жестко крепятся только к одному изолятору в пролёте. На остальных изоляторах шины крепятся с помощью накладок, обеспечивающих возможность продольного перемещения шин. Это необходимо для того, чтобы не развивались механические напряжения в шинах и изоляторах при изменении температуры.
Расчет проводится для фазы b, причём т.к. в практических конструкциях a»b+h, то kф=1.
Равномерно распределенная сила 
создаёт изгибающий момент 
, где Коп – коэффициент, зависящий от способа закрепления шин на опорных изоляторах. На основе практики в общем случае принимают Коп=10.
Рис. 10.3 Динамическая стойкость жёстких шин: а – расстояние между фазами; l – расстояние между изоляторами; b,h – размеры сечения проводника
Воздействие момента вызывает в материале шин механическое напряжение 
, где W – момент сопротивления шины относительно оси, перпендикулярной действию силы [м3]. W зависит от формы и соотношения размеров в сечении проводника. В нашем случае 
, 
.
Т.к. 
, то, изменяя a и l, добиваются выполнения условия σрасч≤σдоп. Увеличение а приводит к возрастанию габаритов установки, поэтому чаще прибегают к уменьшению l.
Из условия σрасч=σдоп можно определить пролет, который будет удовлетворять условию электродинамической стойкости для жёсткой однополосной шины:
. (1)
Полученная формула справедлива при статическом действии силы. Но, как отмечалось выше, электродинамическая сила является переменной во времени. Это может привести к механическому резонансу в системе жесткие шины-изоляторы, когда собственные частоты системы будут близки к 50 и 100 Гц. Если же собственные частоты системы будут меньше 30 или больше 200 Гц, то механический резонанс не возникает и проверка шин на электродинамическую стойкость производится как в статическом случае.
Частота собственных колебаний можно вычислить на основе следующих выражений:
- для алюминиевых шин 
- для медных шин 
, где l – расстояние между изоляторами, м; J – момент инерции поперечного сечения шины относительно оси, перпендикулярной направлению изгибающей силы, см4; S – площадь сечения шины, см2.
Изменяя l, добиваются того, чтобы механический резонанс был исключен, и одновременно выполнялось условие (1). Если только вариация l не позволяет выполнить требуемые условия, то изменяют еще и форму сечения шины.
10.4 Выбор изоляторов
Т.к. шины крепятся на опорных изоляторах, то необходима проверка их электродинамической стойкости (Рис.10.4). В общем случае выбор опорных изоляторов производится по следующим условиям:
· по номинальному напряжению Uуст≤Uном;
· по электродинамической стойкости Fрасч≤Fдоп, где Fрасч – сила, действующая на изолятор; Fдоп – допустимая нагрузка на головку изолятора (Fдоп=0,6Fразр, Fразр – разрушающая нагрузка на изгиб).
При горизонтальном или вертикальном расположении изоляторов расчетная сила Fрасч=fbmlkh, где kh – поправочный коэффициент на высоту шины 
, 
, где Низ – высота изолятора.
Рис. 10.4 Динамическая стойкость опорного изолятора.
