Московский энергетический институт (ТУ)

Кафедра инженерной экологии и охраны труда

top.ht1.jpg (17384 bytes)

Учебно-методический комплекс

                                         Справки по телефону: 362-71-32;   e-mail: NovikovSG@mpei.ru доцент Новиков С.Г.

 


2. Явления при стекании тока в землю

F. Практическое занятие "Явления при стекании тока в землю, напряжение прикосновения и шага"


Примеры решения задач на растекание тока с одиночных заземлителей

Задача 1

Определить сопротивления растеканию тока одиночных заземлителей вертикального стержневого Rв и горизонтального полосового Rг и сравнить их значения. Размеры одиночных заземлителей и их размещение в земле показаны на рисунке.

wpe11.jpg (16341 bytes)

Удельное сопротивление грунта r = 100 Ом*м.

Решение:

Подставив исходные данные в выражение для определения сопротивления растеканию тока  (см. табл. 2.1)  получим:

для вертикального электрода

для горизонтального электрода

Ответ задачи: Rв = 10,8 Ом; Rг = 14 Ом.


Задача 2

Ток стекает в землю через стержневой заземлитель круглого сечения, погруженный в землю на глубину l = 3 м ( см. рисунок).

wpe19.jpg (7872 bytes)

Определить потенциал точки m на поверхности земли, отстоящей от центра заземлителя на расстояние х = 20 м, при токах Iз, равных 1; 10; 50; 100; 500; 1000 А. Принять удельное сопротивление земли r = 100 Ом*м.

Решение:

Пользуясь известным уравнением потенциальной кривой одиночного стержневого заземлителя (электрода) (2.12)

вычисляем потенциалы на поверхности земли в точке m, отстоящей от центра заземлителя на расстояние x = 20 м, при указанных значениях тока по формуле:

Ответ задачи:     Результаты вычислений представлены в таблице 

Ток Iз, стекающий в землю, А

1

10

50

100

500

1000

Потенциал j в точке m, В

0,8

8,0

40

80

400

800

Примечание. Широко распространено мнение, что потенциал земли на расстоянии 20 и более метров от заземлителя, с которого стекает ток, незначителен, и поэтому его можно принимать равным нулю. Однако ответ, полученный при решении настоящей задачи, свидетельствует, что это мнение справедливо лишь при малых токах, стекающих в землю. В частности, такое положение возможно в сетях до 1000 В.  


Задача 3

Ток Iз = 100 А стекает в землю через металлический предмет неправильной формы, который может быть условно уподоблен шару с радиусом r = 0,5 м (см. рисунок). Предмет погружен в землю на глубину t1 = 3 м; ток к нему подается по изолированному проводу. Удельное сопротивление земли r = 100 Ом*м.

wpe68.jpg (18879 bytes)

Требуется определить потенциал jc на металлическом трубопроводе С, проложенном в земле на глубине t2 = 4 м  и на расстоянии по горизонтали от центра шара х = 3 м.

Решение:

Известно, что при бесконечно большой глубине погружения шарового заземлителя в землю потенциал j в некоторой точке земли, создаваемый током Iз, А, стекающим с заземлителя, выражается зависимостью (2.1):

где r - удельное сопротивление земли, х расстояние от центра шара до интересующей нас точки.

Однако, в данном случае шар находится вблизи поверхности земли, поэтому для решения задачи следует воспользоваться методом зеркального отображения. При этом потенциал j с, В в некоторой точке С (трубопровод) будет равен сумме потенциалов j д и j ф, В, создаваемых в этой точке полями токов, стекающих как с действительного, так и с фиктивного заземлителей, В (см. рисунок выше): 

     j с = j д + j ф.

С учетом приведенного выше уравнения можно записать:

где m и n - расстояния от центров действительного и фиктивного заземлителей до трубопровода (точки С), м:

Искомый потенциал на трубопроводе С:

Ответ задачи: 360 В.


Решите аналогичную задачу самостоятельно.

Задача

С металлического шара с радиусом r = 0,5 м, погруженного в землю на глубину t1 = 3 м, стекает ток Iз = 80 А, который подается к шару по изолированному проводу (см. рисунок к предыдущей решенной задаче).

Требуется определить потенциал jА на поверхности земли в точке А, находящейся на расстоянии х = 3 м от вертикали, проходящей через центр шарового заземлителя, и потенциал заземлителя (шара) j з. Удельное сопротивление земли r = 90 Ом*м.

Ответ задачи: j А =270 В; j З =1240 В.

Если Ваш ответ не совпал с приведенным, повторите раздел Стекание тока в землю через одиночные заземлители.


Для продолжения практического занятия нажмите Продолжение


Продолжение раздела         Предыдущий раздел           Оглавление