Лекция 10. Заземление
Задание
Одиночный стержневой вертикальный заземлитель круглого сечения диаметром и длиной показан на рис. . Через заземлитель протекает ток . Удельное сопротивление грунта . Значения величин приводятся в табл. .
Таблица 5
Варианты задания
Первая буква фамилии
|
А–В
|
№ варианта
|
1
|
, см
|
4
|
, м
|
2
|
, Ом · м
|
40
|
, кА
|
1
|
Рис. 4. Одиночный стержневой вертикальный заземлитель
1) Определить потенциал заземлителя при протекании тока .
2) Определить сопротивление заземлителя .
3) Построить график распределения потенциала по поверхности земли вокруг стержневого заземлителя в относительных единицах, приняв за базисный потенциал – потенциал заземлителя , а за базисное расстояние – длину стержня .
4) Определить шаговое напряжение на расстояниях м, м, м от заземлителя. Принять длину шага равной м.
5) Сделать выводы.
Решение:
Потенциал на поверхности земли вокруг стержневого заземлителя определяется по формуле
, (5.1)
где – расстояние от заземлителя до точки наблюдения (рис. ).
Отсюда можно получить приближённую формулу для потенциала заземлителя, если положить и пренебречь под корнем величиной по сравнению с (т. к. диаметр стержня много меньше его длины):
. (5.2)
Сопротивление заземлителя
. (5.3)
Ом
Введем относительные значения потенциала
(5.4)
и расстояния
. (5.5)
Тогда зависимость потенциала на поверхности земли от расстояния в относительных единицах принимает вид
. (5.6)
Эту функцию используем для построения графика распределения потенциала по поверхности земли вокруг стержневого заземлителя.
Предварительно вычислив постоянную величину =ln(4·2/0.04)=5,298
Подставляя в формулу различные значения , результаты расчетов сведем в таблицу 6.
Таблица 6
Данные для построения зависимости потенциала на поверхности земли от расстояния и нахождения шагового напряжения
, м
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
|
0,25
|
0,5
|
1
|
1,5
|
2
|
3
|
4
|
|
0.395
|
0.272
|
0.166
|
0.118
|
0.091
|
0.062
|
0.047
|
, кВ
|
6,67
|
4.597
|
2.806
|
1.991
|
1.532
|
1.043
|
0,7879
|
, м
|
3
|
3,7
|
5
|
5,7
|
10
|
10,7
|
|
1.5
|
1.85
|
2.5
|
2.85
|
5
|
5.35
|
|
0.118
|
0.098
|
0.074
|
0.065
|
0.038
|
0.035
|
, кВ
|
1.991
|
1.647
|
1.242
|
1.096
|
0,632
|
0,591
|
На основе таблицы 6 построим график - рис.4.1.
Рисунок 4.1 - Зависимости потенциала на поверхности земли от расстояния в относительных единицах
В пределах от 0 до =0,5 график имеет вид горизонтальной линии, т. к. металлический стержень эквипотенциален.
Определим шаговое напряжение на расстояниях м, м, м от заземлителя. Принять длину шага равной м.
Табл. 6 служит нахождения шагового напряжения. Потенциал в нижней строчке находится по формуле . Шаговое напряжение – это разность потенциалов. Например, для м имеем:
=1.991 - 1.647=0.344
Uш2=φ(r=5м) - φ(r=5,7м)= 1.242 - 1.096=0.146
Uш3=φ(r=10м) - φ(r=10,7м)= 0,632 - 0,591=0.041
Вывод: при увеличении расстояния потенциала на поверхности земли уменьшается.
Шаговое напряжение уменьшается при увеличении расстояния r.
Do'stlaringiz bilan baham: |