Практикалық сабақ №6

Тақырып 3. Бір фазалық және үш фазалық тораптағы тоқтардың қауіптіліктері.

Бір фазалық және үш фазалық тораптағы тоқтардың қауіптіліктері.

Ақпараттық оқыту әдісі – «топтық оқыту»

1. Жерден оқшауланған торап

2. Жерлендірілген сымы бар торап

3. Активті және индуктивті кедергілер арқылы жерлендірілген бейтарап сымы бар үш фазалық төртсымды торап

4. Бітеу жерлендірілген бейтарапты үш фазалық төртсымды торап

5. Оқшауланған бейтарапты үш фазалық үшсымды торап

Дөңгелек қималы вертикаль стерженді жерлендіргішті қарастырайық, оның ұзындығы l, диаметрі d, оның жоғарғы шеті жер бетімен бір деңгейде болатындай етіп жерге енгізілген (22-сурет). Жерлендіргіш бойымен тоқ ағады I _з, А. жер беті мен жерлендіргіш потенциалын есептеуге арналған тұжырымдаманы аламыз.

Стерженді жерлендіргіштің барлық ұзындығы бойымен интегралдау (0-ден l-ге дейін) потенциал қисығының теңдеуін береді

(18)

Жерлендіргіш потенциалы φ_з, В, х = 0,5 d, м болған кезде анықталады:

мұндағы 0,5 d << l, осыдан, түбір астындағы бірінші қосылғышты ескермеуге болады. Сонда теңдеу мынадай түрге келеді

(19)

Сурет 22 Стерженьді жерлендіргіш

Сурет 23 Дискті жерлендіргішті айнала жер бетінде потенциалды тарату

Дискті жерлендіргіш – D диаметрлі, жерде жатқан дөңгелек пластина (23-сурет). Потенциалдың жер бетімен дисктің радиусын бойлай таралуы келесі формуламен анықталады

(20)

х = 0,5 D, м болғанда жерлендіргіш потенциалы:

(21)

Дөңгелек қималы созылыңқы жерлендіргіш (стержень, сым және т.б.) жер бетінде орналасады және көлденең өстері жер бетіне сәйкес келеді (24-сурет), барлық бағыттарда потенциал қисығы түрліше болады.

Жедел потенциалы жерлендіргіш өстері бойында азаяды (24,а-сурет), ал ең жайы өс сызықтарына көлденең болады (24,б-сурет)

Жерлендіргіштің п отенциалды қисық теңдеуі келесң түрде болады:

а) жерлендіргіш өсін бойлай (х өсі бойында), В

(22)

мұндағы l және d — жерлендіргіш қимасының ұзындығы және диаметрі, м.

24-сурет Дөңгелек қималы созылыңқы жерлендіргішті айнала жер бетінде потенциалды тарату:

а — жерлендіргіш өсін бойлай потенциалдық қисығы; б — жерлендіргіш өсіне перпендикуляр және оны ортасынан қиып өтетін беттегі потенциал қисығы; в – жерлендіргішті айнала жер бетіндегі эквипотенциалды қисықтар

l >> d болған кезде (іс жүзінде бұл орын алады) теңдеу ықшамдалады:

(23)

б) жерлендіргіш өсіне көлденең (y өсі бойымен), В,

(24)

Жерлендіргіш потенциалы x -тің ең кіші, яғни, х =0,5 l мәнінде болады, егер (22) теңдеуден φ_з анықталса немесе у -тің ең кіші у =0,5 l мәнінде, егер φ_з (24) теңдеуден анықталса:

(25)

Созылыңқы жерлендіргіштің айналасында жер бетінде пайда болатын эквипотенциалды сызықтар формасы бойынша эллипске жақын; үлкен қашықтықта олар жерлендіргіштен оның сыртына қарай ауысады (24, в-сурет).

Кернеу астында және фаза бойынша 1000 В-тан жоғары электр беру желілердегі жұмыстар бойынша есептер шығару

r = 0,5 м радиусты металл шар жерге t ₁ = 3 м тереңдікке орналасқан және оның бойымен арашаланған сым арқылы келіп тұрған I_з = 80 А тоғы ағады.

Табу керек шар центрі арқылы өтетін вертикальдан х = 3 м қашықтықта орналасқан D нүктесіндегі φ_D потенциалын және жерлендіргіш потенциалын анықтаңыз φ_з. жердің меншікті кедергісі ρ = 90 Ом м.

Шешуі. Жерде үлкен тереңдікте орналасқан шартектес жерлендіргіш үшін потенциалдық қисықтық теңдеуі келесі түрде

(26)

Егер шартектес жерлендіргіш жер бетіне жақын орналасса, онда бізге қажетті жердің потенциалын анықтау үшін біз айналық кескін әдісін пайдаланамыз, яғни, кейбір нүктелердің потенциалы негізгі және фиктивті жерлендіргіштерде ағатынтоқ өрістері нүктелерінде пайда болатын потенциалдар суммасына тең и φ_ф:

(27)