Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ELPost-Lab_metoda.doc
Скачиваний:
8
Добавлен:
28.04.2019
Размер:
2 Mб
Скачать

4.4. Контрольні запитання:

1. Дайте визначення активної та реактивної потужностей.

2. Якими параметрами оцінюють рівень споживання реакційної потужності?

3. Поясніть втрати активної потужності на передачу реактивної по­тужності.

4. У чому різниця між коефіцієнтом потужності та коефіцієнтом ре­активної потужності?

5. Перелічить заходи зниження споживання реактивної потужності без використання та з використанням компенсаційних установок.

6. Докажіть як передача реактивної потужності впливає на втрати напруги в мережі.

7. Покажіть як завантаження реактивною потужністю ЛЕП впливає на їх пропускну спроможність.

8. Докажіть як реактивна потужність асинхронного двигуна зале­жить від коефіцієнта його завантаження.

Лабораторна робота №5

ДОСЛІДЖЕННЯ ЗАЗЕМЛЮЮЧИХ ПРИСТРОЇВ

Мeта роботи: вивчиш основи призначення захисного заземлення електроустановок; надати досвіду визначення опору розтікання струму коефіцієнта використання заземлювача, напруги дотику та кроку, питомого опору ґрунту.

5.1. Основні теоретичні відомості

Заземленням називають навмисне електричне з'єднання частин еле­ктроустановок із заземлюючим пристроєм.

Заземлюючим пристроєм називають сукупність заземлювача та за­землюючих провідників.

Заземлювачем називають провідник (електрод), або сукупність еле­ктрично з'єднаних між собою провідників (електродів), які безпосеред­ньо контактують із землею. Заземлювачі можуть бути штучні й приро­дні, тобто металеві водопровідні труби, залізобетонні та металеві конс­трукції, які пролягають у землі. Для штучних заземлювачів використо­вують вертикальні та горизонтальні електроди (металеві труби, прутки, листи заліза).

Заземлення якої-небудь точки струмоведучих частин електроуста­новки, яке необхідне для забезпечення роботи останньої, називають робочим заземленням. Заземлення частин електроустановки з метою забезпечення електробезпеки її експлуатації називається захисним за­земленням. Навмисне з'єднання частин електроустановки, які норма­льно не перебувають під напругою, з глухозаземленою нейтраллю трансформатора, від якого живиться трифазна електрична мережа до 1 кВ, називається зануленням. Головне призначення занулення полягає в забезпеченні автоматичного вимикання дільниці мережі, в якій вини­кає КЗ між провідниками струму та металевими частинами електро­установки.

Захисне заземлення та занулення призначені для забезпечення:

а) в установках з ізольованою нейтраллю – небезпечного струму, що протікає через тіло людини у випадку торкання рукою металевих час­тин установки, які нормально не перебувають під напругою, під час замикання фази мережі на землю або на заземлені частини;

б) в установках із заземленою нейтраллю – автоматичного вими­кання пошкоджених дільниць мережі.

Під час замикання фази на землю виникає струм через землю, який створює на своєму шляху певну різницю потенціалів між будь-якими двома точками. На pиc.5.l показано розподіл потенціалу на поверхні землі, під яким знаходиться корпус електроапарата з пошкодженою ізоляцією. Корпус апарата з'єднаний із заземлювачем стержневого типу. Крива розподілу потенціалів навколо поодинокого стержневого за­землювача близька за своєю формою до гіперболи. На відстані 15...20 м у всі боки від вертикальної осі заземлювача потенціал землі дорівнює нулю. Такий спад потенціалу пояснюється тим, що об'єм ­землі, в якій розтікається струм, збільшується в міру віддалення від зазе­млювача. Оскільки щільність струму біля поверхні заземлювача найбі­льша, то спад напруги біля нього найбільший. У міру віддалення від за­землювача спад напруги на одиницю довжини зменшується. Людина, яка торкається, або підходить до пошкодженої установки, потрапляє під різницю потенціалів.

Напруга між двома точками кола струму замикання на землю (на корпус), у випадку одночасного торкання до них людини, називається напругою дотику, Uд= φ- φ1

Напруга між двома точками землі, яка зумовлена розтіканням стру­му замикання на землю і діє водночас із торканням до них ніг людини, називається напругою кроку, UK = φ1φ2.

Таким чином, з метою зменшення небезпеки ураження людини еле­ктричним струмом замикання на землю необхідно знижувати напругу дотику та кроку. Якби людина мала можливість бути безпосередньо під заземлювачем, то діюча на неї напруга дорівнювала б нулю.

Стрімкість, кривої розподілу потенціалу залежить від провідності ґрунту; чим більша його провідність тим пологішу форму має крива, тим далі розміщуються точки нульового потенціалу. Зоною нульового потенціалу називається зона землі за межами зони розтікання, в якій маємо помітний градієнт потенціалу під дією стікання струму із заземлювача .

Опір, який чинить струму ґрунт, називається опором розтіканню. На практиці опір розтіканню відносять не до ґрунту, а до заземлювача і використовують скорочений умовний термін «опір заземлювача», або заземлюючого пристрою.

Опір заземлюючого пристрою – це відношення напруги на зазем­люючому пристрою (на заземлювачі) до струму, який стікає із зазем­лювача в землю,

R3=U3/IЗ (5.1)

Складний заземлювач звичайно комплектується із забитих у землю труб, які з'єднуються між собою сталевими смугами. Коли труби роз­ташовані одна від одної на відстані більше як 2 Ом, струм, що прохо­дить через кожний заземлювач, має свій об'єм землі, де він має можливість розтікатися до безмежно малої величини. У цьому випадку пара­лельно з'єднані заземлювачі не впливають один на одного, і еквівален­тний опір визначається як еквівалентний опір паралельно з'єднаних ре­зисторів:

(5.2)

де п – число поодиноких заземлювачів з опором Rзі . Насправді по­одинокі заземлювачі складного заземлювача розмішені один від одно­го на відстані 3...5 м за умовою забезпечення допустимою загального опору заземлюючого пристрою, яка, наприклад, на поверхні шахт та кар'єрів дорівнює 4 Ом, у підземних виробках шахт – 2 Ом. У цьому випадку в об'ємі землі, який недостатній для однієї труби, протікає струм від інших, унаслідок чого дійсний опір розтіканню складного за­землювача Rд буде більшим за еквівалентний Re. Відношення kв = Re/Rд називається коефіцієнтом використання заземлювача. Із збільшенням числа паралельно ввімкнених заземлювачів коефіцієнт використання їх зменшується.

П ід час експлуатації електроустановок необхідно контролювати опір заземлюючих пристроїв, щоб його значення не перевищувало до­пустиме. Для вимірювання опору заземлювачів утворюють коло стру­му через випробовуваний заземлювач. Для цього на деякій відстані від заземлювача X, який досліджується, споруджують допоміжний зазем­лювач Д і обидва з'єднують з джерелом живлення (рис. 5.2). Для вимі­рювання спаду напруги на опорі заземлювача X під час протікання че­рез нього струму в зоні нульового потенціалу у цій зоні забивають в землю допоміжний електрод, який називається зондом З. Опір зонда обов'язково повинен бути малим, він може досягати 1…2 Ом.

Суть методу полягає у вимірюванні сили струму І, що протікає че­рез заземлювач X, який досліджується, та напруги UХ-3 між ним та зондом 3. Опір заземлювача: R=UХ-ЗХ-З. Внутрішній опір вольт­метра повинен бути в 30...50 разів більшим за опір зонда, тобто не менший, ніж 100 кОм.

Для вимірювання опору зонда провід амперметра треба від'єднати від заземлювача X і з'єднати із зондом 3. Інша частина схеми залиша­ється без змін, а опір зонда визначають за формулою:

RЗ = UХ-ЗД-З

Для вимірювання опору допоміжного заземлювача Д необхідно струм пропустити по колу "Д-Х", а напругу виміряти між електродами "Д-3", тоді

RД = UД-ЗД-Х

Опір заземлювачів вимірюють також за допомогою спеціальних приладів типу МС-08 та М416, але метод амперметра-вольтметра має значно більшу точність вимірювання.

Вимірювання питомого опору ґрунту може бути виконано методом вертикального електричного зондування, або методом контрольного електрода. Останній метод найпоширеніший, як більш точний і. базу­ється на методі амперметра-вольтметра.

Для того щоб виміряти опір ґрунту, треба в схемі (див. рис. 5.1) за­землювач X, який досліджується, умовно замінити на контрольний електрод, тобто на звичайний заземлювач, але з відомими розмірами і параметрами його заглиблення в землю. Питомий опір ґрунту на гли­бині закладення контрольного електрода К визначають за виміряним його опором (RK = UК-ЗК-Д ) та розмірами залежно від форми елек­трода:

а) для електрода труб діаметром d , який закладено в землю на гли­бину l:

(5.3)

або

(5.4)

б) для горизонтального електрода діаметром d, довжиною l, з гли­биною закладення в землю t:

Розрахункове значення питомого опору ґрунту використовують в обчисленнях заземлюючих пристроїв.

Д ля забезпечення безпечного обслуговування електроустановок за­землюючі пристрої необхідно споруджувати так, щоб різниця потенціалів між двома, точками поверхні землі, тобто напруга кроку, не пере­вищувала безпечно допустиме для людини значення. З цією метою ви­никає необхідність вимірювання різниці потенціалів на поверхні землі в місцях розташування електроустановок (електростанцій, підстанцій, розподільних установок високої напруги тощо).

Безпосередньо вимірювання потенціалів може бути виконано згідно зі схемою (рис.5.З). Тут Х і Д – відповідно заземлювач, який досліджу­ється, та допоміжний заземлювач. Зонд 30 розташовується в зоні ну­льового потенціалу, а переносний зонд 3і – в точках, потенціал яких треба виміряти. Потенціали в будь-якій точці Ui відсотках від повного потенціалу Ux , відповідно виміряні вольтметром між електродами 30 - Зі; та 30 - X, обчислюють за формулою:

За результатами обчислень будують криву розподіл потенціалів на поверхні землі.

Вимірювання потенціалів повинно виконуватись за умови незмінного струму, для чого в схемі передбачається реостат R та амперметр pА. Зонд Зі заглиблюють у землю на 5...8 см, унаслідок чого опір зонда великий, і для того щоб уникнути похибки вимірювання, вольтметр PV повинен мати великий внутрішній опір. Потенціали вимірюють у точ­ках, які знаходяться одна від одної на відстані 0,8 м (кроку). Зона вимі­рювання обмежується радіусом 5...6 м від заземлювача, який досліджу­ється.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]