Компенсация емкостных токов.

Протяженные сети, кабельные линии обладают большой емкостью фаз относительно земли () и большим сопротивлением изоляции фаз .

Изменение тока при увеличении С показано на рисунке 9-б. При больших емкостях фаз ток опасен даже при .

Для компенсации емкостной составляющей тока через человека в нейтраль или на каждую фазу включают индуктивное сопротивление – дроссель.

Рис.12. Схема компенсации емкостных токов.
	Ток проходящий через человека, равен геометрической сумме токов: Для компенсации емкостной составляющей необходимо: Из векторных диаграмм следует, что индуктивная составляющая отстает от емкостной на , т.е. находится в противофазе.
Рис.13. Векторная диаграмма токов через человека.

При полной компенсации ток равен

где - проводимость дросселя ( = + )

Ток зависит только от активных сопротивлений и .

	Требуемая для полной компенсации индуктивность дросселя находится из условия .
Рис.14. Зависимость Ih(c)

 

Защитное заземление.

Однофазные замыкания на корпус создают опасные потенциалы на нем и возле него из-за растекания тока с основания на землю. Существуют три способа защиты от поражения:

- автоматическое отключение за время менее допустимого; этот способ называется защитным отключением;

- снижение потенциала на корпусах до допустимой величины путем защитного заземления;

- зануление – обеспечивает автоматическое отключение и снижение потенциала на корпусах до допустимой величины.

В сетях с изолированной нейтралью токи замыкания (в случае попадания напряжения на корпус) недостаточны по величине для срабатывания автоматического отключения. Поэтому в таких сетях используют защитное заземление.

Нормирование заземлений по ГОСТ 12.1.030-81. Заземление применяется при в сетях с изолированной нейтралью, при - в сетях с любым режимом нейтрали.

Заземление обязательно при во всех случаях; при в помещениях особо опасных и с повышенной опасностью; независимо от U во взрывоопасных помещениях.

С целью обеспечения надежного контакта с землей корпуса, оболочки машин, аппаратов соединяют с заземлителем, находящимся в земле.

В этом случае при попадании фазы на корпус он окажется под напряжением

 

Рис.15.Схема заземления: а) принципиальная, б) замещения.

Ток через тело человека при прикосновении к корпусу будет равен.

Чем меньше , тем меньше ток .

Потенциал и сопротивление заземлителей.

Рассмотрим методику определения распределения потенциала в зоне растекания тока с заземленного корпуса и сопротивления заземлителя на примере полусферического заземлителя (считаем грунт однородным, а значит растекание тока замыкания равномерным по радиальным направлениям).

	В грунте под воздействием растекающегося тока создается электрическое поле с напряженностью Е. Плотность тока (дельта) убывает по мере роста диаметра полусферы
Рис.16.

Напряженность электрического поля определяется по выражению:

; ; ;

Потенциал земли равен

т.е. он убывает по гиперболическому закону с увеличением расстояния x.

 

Из анализа зависимости следует:

- при . (зоной нулевого потенциала называется участок земли, где малозаметен - );

- при ,

Напряжение зз. называется падение напряжения на сопротивлении земли между зз. и зоной нулевого потенциала. Сопротивлением заземления называется сопротивление земли возле зз:

Сопротивление зз. зависит от грунта, формы зз. и его размеров.

Приближенные значения	Электрическое со-противление грунта характеризуется его объемным удельным сопротивлением , т.е. сопротивлением куба грунта с ребром длиной 1м или 1см. единица - 1Омм
Вода, грунт	, Ом м
Морская вода	0,2 - 1
Речная вода	10 - 100
Глина	8 - 70
Суглинок	40 - 150
Песок	400 - 700
Каменистый	500 - 800

При расчете зз. измеряют на месте их сооружения.

 

Сопротивление одиночных заземлителей.

В качестве таких зз. применяют:

а) вертикальные электроды длинной , диметром (трубы при )

б) горизонтальные полосы, их закладывают в траншеи глубиной ; L – длина полосы; b - ширина

Проектирование зз. по допустимому .

На заданной площади подбирают и рассчитывают конструкцию зз. (размеры и число электродов) таким образом, чтобы выполнялось неравенство:

Применяются следующие конструкции зз.:

1.		Зазем. нетрл.     10 Ом 4 Ом 0,5Ом
а)		б)
Рис.17. Контур (а) и сетка (б) с вертикальными электродами.

где S – площадь зз.;

l, n – длина и число вертикальных электродов;

L – общая длина горизонтальных полос;

t – глубина из заложения в землю.

2.		, где - коэффициент, учитывающий снижение за счет вертикальных электродов.
Рис.18. Полоса с вертикальными электродами.

 

3.		где - сопротивление одного вертикального заземлителя (по 20);
Рис.19. Вертикальные электроды без полосы связи в земле.

n – число в.з.

- коэффициенты использования вертикальных электродов; учитывает явление взаимного экранирования полей при растекании тока с электродов.

 

Для самостоятельной работы:

Князевский Б.А. – с.

 

Лекция №4 (продолжение темы №2).

Напряжение прикосновения и шага.

- это разность потенциалов двух точек цепи тока, которых одновременно касается человек.

Рис.20. К определению в зоне полусферического зз.

В сложных зз. определяется как часть :

где - коэффициент (еще b,d,x) напряжения прикосновения определяется из таблиц(он учитывает форму потенциальной кривой).

Напряжением шага называется разность потенциалов двух точек в местах опоры ступеней ног.

где - длина шага.