Приклад розрахунку

Задача. Трифазна мережа напругою U_ф=220 В живить 16 жилих квартир, у кожній із котрих потужність ламп і побутових приладів номінальний та розрахунковий струм.

Розв’язок. Номінальна встановлена потужність:

Р=Р₁n-120016=19200 Вт.

Номінальний струм:

А.

Прийнявши коефіцієнт К_п=0,7, отримаємо:

І_р= К_пІ_н=0,730=21 А,

отже, номінальний струм плавкої вставки

І_нв  І_р або І_нв  21 А.

При проходженні струму через провідник буде виділятися тепло й збільшується температура самого провідника і середовища навколо провідника:

Q=І²R_прt,

де Q – кількість тепла, що виділяється у провіднику, Дж;

І – діюче значення струму, яке проходить через провідник, А;

R_пр – активний опір провідника змінного струму, Ом;

t – час проходженя струму через провідник, с.

Частина цього тепла піде на нагрівання провідника і підвищення його температури, інша частина тепла відводиться з поверхні провідника в середовище.

Лабораторна робота №3

“Дослідження виникнення крокової напруги”

Мета роботи: Дослідити основні параметри крокової напруги в зоні розтікання струму замикання на землю і визначити небезпечні зони.

1.Теоретичні відомості

Якщо людина опинеться в полі розтікання струму замикання на землю у взутті, що проводить електричний струм, то вона потрапить під дію електричного струму, величина якого визначається різницею потенціалів між двома точками землі, на яких вона одночасно стоїть.

Величина крокової напруги залежить від струму замикання на землю, опору заземлювача, а також характеру розподілу потенціала на поверхні землі, довжини кроку і відстані людини від заземлювача. Крокова напруга зростає в напрямку до місця замикання і зменшується від місця замикання.

Для випадку, показаного на рис.1.1, крокова напруга (В)

(3.1)

де І_з – струм замикання на землю, А;

ρ – питомий опір грунту, Омсм;

l_к – довжина кроку, см;

r - відстань між найближчою ступнею ноги людини до заземлювача і заземлювачем, см.

Переміщення людини по кривій рівного потенціалу (тобто по еквіпотенціальній кривій) не викликає появи різниці потенціалів між його ступнями ніг і крокова напруга в цьому випадку рівна 0.

Рисунок 3.1 -Розподіл потенціала на поверхні Рисунок 3.2- Схема установки для

землі навколо напівкульового заземлювача вивчення поля розтікання струму

і крокової напруги. замикання в землю.

2.Прилади та устаткування

Установка для вимірювання крокової напруги в зоні розтікання струму (рис.3.2) складається із металевого бака 1, стінки якого з середини покриті тонким шаром ізольованого матеріалу 2, заземлюючого електрода 3 діаметром 1 см, закріпленого на стінці бака, потенціального електрода – зонда 6 у вигляді тонкого металевого щупа, напівпровідної рідини 7, що імітує грунт (розчин мідного купоросу у воді), лампового вольтметра 5 і міліамперметра 4.

З метою безпеки проведення роботи, напругу, яку необхідно подати на електроди, приймаємо рівною 20 В.

Розміри бака для заповнення напівпровідною рідиною повинні бути досить великими , в порівнянні з розмірами електродів. Це дозволить використати металевий корпус бака уствновки, як другий безконечно віддалений електрод з потенціалом рівним 0.

Один із затискачів вольтметра приєднаний до металевої стінки бака з напівпровідною рідиною, другий – до металевого щупа – зонда, закріпленого на кінці ричага пантографа. Міліамперметр приєднаний до заземлюючого електрода (заземлювача) і джерела живлення.

Вимірювання різниці потенціалів на поверхні напівпровідної рідини (землі) проводять вольтметром, що має дві шкали: нижню на напругу до 30 В і верхню на напругу до 10 В.