Файл: Н.М. Козлова Теоретические основы электротехники.pdf

27

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ

З а д а ч а №11

При проектировании высоковольтных воздушных ЛЭП одним из критериев выбора сечения проводов является исключение возможности коронного разряда на поверхности проводов. На этом основании правила устройства электроустановок (ПУЭ) предусматривают минимальное сечение проводов воздушных высоковольтных ЛЭП, исходя из того, чтобы напряженность электрического поля у поверхности провода круглого сечения не превосходила значение пробивной напряженности воздуха Епр = 30 кВ/см.

Условие

Воздушная линия электропередачи постоянного тока напряжением 110 кВ выполнена проводами диаметром 2r0 = 30 мм, рас-

положенными на расстоянии d = 3 м друг от друга и на высоте h = 6 м от поверхности земли, как показано на рис. 11.1. Определить напряженность электрического поля на поверхности проводов.

Решение

Применяя метод зеркальных отражений для учета влияния зарядов на поверхности земли, получим расчетную схему, приведенную на рис. 11.2.

Рис. 11.1.

Рис. 11.2.

28

Напряженность поля на поверхности провода создается как зарядом данного провода, так и зарядами соседних проводов, величина напряженности обратно пропорциональна расстоянию от точки, где определяется поле, до точки расположения заряда, создающего его. Полагая, что заряды проводов сосредоточены на их электрических осях, получим, что напряженность, создаваемая зарядами соседних проводов, меньше напряженности, создаваемой зарядом самого провода (по крайней мере в dr0 = 200 раз).

Пренебрегая влиянием соседних проводов, получим

К о н т р о л ь н ы е в о п р о с ы

1. Как при расчете поля воздушной ЛЭП учитывается влияние заряда, распределенного по поверхности земли?

2. Каков качественно характер распределения плотности заряда на поверхности земли?

29

3. Почему при определении напряженности поля на поверхности провода в данной задаче можно учитывать влияние заряда только одного провода?

З а д а ч а №12

Заземляющие устройства являются необходимой частью многих электроустановок. По своему назначению они служат:

1) для обеспечения нормальной работы установки в рабочих и аварийных режимах в качестве рабочего заземления;

2)для защиты людей от поражения электрическим током при прикосновении к металлическим частям оборудования, которые могут оказаться под напряжением из-за повреждений изоляции, т.е. в качестве защитного заземления;

3)для отвода в землю токов молний высоковольтных разряд-

ников.

Для правильного функционирования заземляющее устройство должно обладать сопротивлением, не превосходящим определенной величины. В установках высокого напряжения с большими токами замыкания на землю допускаемое сопротивление составляет 0,5 Ом.

Вустановках низкого напряжения с суммарной мощностью источников не более 100 кВА сопротивление заземления не должно превосходить 10 Ом.

Условие

Заземляющее устройство представляет собой металлическую сферу радиусом r0 = 0,2 м, расположенную в почве с проводимостью

σ = 2 10− 2 См/м на глубине h = 1 м, как показано на рис.12.1. Определить величину сопротивления заземления.

Решение

При прохождении через заземлитель тока I в почве возникает поле вектора плотности тока δ . Используя метод зеркальных отражений для определения этого поля, получим расчетную схему, показанную на рис. 12.2.

30

Напряженность электрического поля на оси OY между точками О и О′

Потенциал поверхности заземлителя относительно бесконечно удаленной точки пространства

31

Сопротивление заземления

Контрольные вопросы

1. Как влияет на величину сопротивления заземления проводимость почвы, глубина погружения заземлителя ?

2.В данной задаче при протекании тока через заземлитель плотность тока в воздухе равна нулю, равна ли нулю напряженность электрического поля в воздухе вблизи поверхности земли ?

3.Будет ли при протекании тока через заземлитель существовать шаговое напряжение на поверхности земли?

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Зевеке Г.В., Ионкин П.А. Основы теории цепей. - М.: Энер-

гия, 1989.- 528 с.

2.Теоретические основы электротехники/Под ред. П.А. Ион-

кина. - Т.1. - М.: Высш. шк., 1976. - 544 с.

3.Теоретические основы электротехники/Под ред. П.А. Ион-

кина. - Т.2. - М.: Высш. шк., 1976. - 383 с.

4.Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электромагнитное поле. - М.: Высш. шк., 1986.- 262 с.

32

Составители Наталья Михайловна Козлова Виктор Николаевич Матвеев

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ

Методические указания к практическим занятиям для студентов направлений 550200 “Автоматизация и управление” и

551700 “Электроэнергетика”

Редактор З.М. Савина Лицензия ЛР № 020313 от 23.12.96. Подписано в печать 07.04.2000.

Формат 60×84/16.

Бумага офсетная. Отпечатано на ризографе. Уч.-изд.л.2,0. Тираж 100 экз. Заказ Кузбасский государственный технический университет. 650026, Кемерово, ул. Весенняя, 28.

Типография Кузбасского государственного технического университета. 650099, Кемерово, ул. Д. Бедного, 4А.