302
.pdfземлителя связано с тем, что из-за индуктивности протяженного заземлителя процессы искрообразования не возникают сразу на всей длине, а распространяются волной от места ввода тока к концу заземлителя.
С целью обеспечения необходимой величины сопротивления заземлителя (например, 0,5 Ом в системах с глухозаземленной нейтралью) применяют несколько параллельно включенных электродов. Сопротивление системы заземлителей рассчитывается по формуле
R∑ = nRηi ,
где n – число заземлителей, η – коэффициент использования заземлителей, всегда меньше единицы.
Появление коэффициента η, который несколько увеличивает сопротивление системы, связано с тем, что заземлители взаимно экранируют друг друга, т.е. препятствуют растеканию тока.
Выбор типа заземлителя связан в основном с характеристиками почвы, в которой он прокладывается. Грунты по удельному сопротивлению ρ подразделяются на пять классов:
Класс |
I |
II |
III |
IV |
V |
ρ, Ом·м |
до 100 |
100–300 |
300–500 |
500–1000 |
более 1000 |
|
|
|
|
|
|
В очень хорошо проводящих грунтах с ρ < 100 Ом·м для выполнения заземлителя с Rи = 10 Ом достаточно одной-двух труб. В грунтах с удельным сопротивлением до 500 Ом·м импульсное сопротивление заземлителя порядка 10 Ом обеспечивается устройством двухлучевого заземлителя с длиной луча 20 м (рис. 6.4). Эффективность двухлучевого заземлителя в этих грунтах объясняется его максимальным коэффициентом использования η = 1. В грунтах с удельным сопротивлением более 500 Ом·м целесообразен переход к многолучевым или к контурным заземлителям.
31
elib.pstu.ru
Рис. 6.4. Различные типы заземлителей
Наибольшим импульсным коэффициентом обладают заземлители с минимальным расстоянием от места ввода тока до наиболее удаленных точек, поэтому целесообразно выполнять заземлители в виде многолучевой звезды с малой длиной луча. Однако с увеличением числа лучей падает коэффициент использования, поэтому число лучей ограничивают четырьмя.
Контурные заземлители совмещают в себе достоинства сосредоточенных и протяженных заземлителей. Большой участок грунта, охватываемый контурным заземлителем, что характерно для протяженных заземлителей, сочетается с малым расстоянием от места ввода тока до наиболее удаленных частей заземлителя, что является преимуществом сосредоточенных заземлителей.
На тех участках, где сопротивление верхних слоев почвы велико (например, сухой песок) и грунтовые воды залегают на большой глубине, целесообразно применение глубинных вертикальных заземлителей длиной до десятков метров. Коэффициент импульса глубинного заземлителя может быть больше единицы, что является неизбежным недостатком.
Порядок устройства заземлителей:
1)измеряется удельное объемное сопротивление грунта;
2)по формулам (6.1) и (6.2) рассчитываются геометрические размеры и число заземлителей;
3)производится монтаж заземлителя;
32
elib.pstu.ru
4)измеряется фактическое сопротивление заземлителя;
5)составляется паспорт и формуляр, в который ежегодно записываются результаты измерений.
На рис. 6.5 представлена схема измерения фактического сопротивления заземлителя. На расстоянии 40–100 м от заземлителя забивается вспомогательный электрод. Между заземлителем и вспомогательным электродом через амперметр включается трансформатор. На расстоянии 25–50 м от заземлителя вбивается зонд, но не ближе 10–40 м от вспомогательного электрода. Предполагается, что зонд находится в зоне нулевых потенциалов, т.е. ток, протекающий через заземлитель, не изменяет потенциал в месте расположения зонда.
Рис. 6.5. Схема измерения сопротивления заземлителя
Сопротивление заземлителя вычисляется по формуле R~=U/I, где U – показания вольтметра; I – показания амперметра. Измерения проводятся при переменном токе, так как при постоянном токе вокруг заземлителя происходит поляризация грунта и фактически измеренное сопротивление оказывается завышенным.
Выполнение работы
1.Работа выполняется на компьютере в интерактивном режиме.
2.Открыть папку «Техника высоких напряжений».
3.Открыть папку «ТВН практические занятия».
33
elib.pstu.ru
4.Ознакомиться с теоретической частью «Корона на проводах при переменном напряжении».
5.Запустить файл Zazemlen.exe. На экране появится:
6. Нажать один из движков, на экране появится:
34
elib.pstu.ru
7.На экране изображена поверхность земли и заземлитель.
8.Положением движков можно изменять геометрические размеры заземлителей (отдельно вертикального и горизонтального заземлителя). Численное значение сопротивления выводится на экран.
Задание
Путем изменения положения движков определить сопротивление заземлителя.
Контрольные вопросы
1.Какие бывают заземлители?
2.Чем отличается сосредоточенный заземлитель от протяжен-
ного?
3.Что такое коэффициент импульса заземлителя?
4.Чему равно сопротивление нескольких заземлителей?
Список литературы
1.Ковригин Л.А. Техника высоких напряжений: конспект лекций / Перм. гос. техн. ун-т. – Пермь, 2005. – 90 с.
2.Кадомская К.П., Лавров Ю.А., Рейхерд А. Перенапряжения
вэлектрических сетях различного назначения и защита от них. – Новгород: Изд-во Новгород. техн. ун-та, 2004. – 487 с.
35
elib.pstu.ru
Учебное издание
ТЕХНИКА ВЫСОКИХ НАПРЯЖЕНИЙ
Методические указания для практических работ
Составитель Ковригин Леонид Александрович
Редактор и корректор Л.С. Змеева
Подписано в печать 4.06.13. Формат 60×90/16. Усл. печ. л. 2,25. Тираж 100 экз. Заказ № 129/2013.
Издательство Пермского национального исследовательского
политехнического университета.
Адрес: 614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, к. 113.
Тел. (342) 219-80-33.
36
elib.pstu.ru