Импульсный коэффициент заземляющих устройств. Назначение коэффициента экранирования заземлителейКоэффициенты экранирования заземлителей тр [5]
Результирующее сопротивление растеканию тока всего заземляющего устройства (Ом): (4.6) где n – коэффициент экранирования соединительной полосы (табл. 4.3). Таблица 4.3 Коэффициенты экранирования соединительной полосы ηn [5]
Порядок выполнения задания1. Выбрать и записать в отчет исходные данные варианта (табл. 4.1). 2. Рассчитать результирующее сопротивление растеканию тока заземляющего устройства, сравнить с допустимым сопротивлением, сделать соответствующий вывод. Пример расчета контурного защитного заземления в цехах с электроустановками напряжением до 1 000 в1. Исходные данные: – габаритные размеры цеха: длина a = 72 м, ширина b = 18 м; – удельное сопротивление грунта = 42 000 Омсм. 2. Сопротивление растеканию тока через одиночный заземлитель, диаметром 25…30 мм (4.1) рассчитывается следующим образом: Rтр = 0,9 (42 000 / 275) = 137,5 Ом, где – удельное сопротивление грунта – задано; Lтp – длина трубы, Lтp = 1,5…4 м, принимаем 275 см. 3. Определяем примерное число заземлителей без учета коэффициента экранирования (4.2) n = 137,5 / 4 = 34,4. 4. Находим коэффициент экранирования заземлителей: – расстояние между трубами 2,5…3 м, принимаем а = 2,75 м; – длина труб lтр = 2,75 м; – отношение расстояния к длине 2,75 / 2,75 = 1; – число труб равно 34,4 принимаем 40; – тр = 0,38…0,44 (табл. 4.2) для nтр = 40 и отношения = 1. 5. Число вертикальных заземлителей с учетом коэффициента экранирования (4.3) имеет вид n1 = 34,4 / 0,38 = 90,4. 6. Длина соединительной полосы (4.4) рассчитывается по формуле Ln = 90,4 2,75 = 248,7 м. Если расчетная длина соединительной полосы получилась меньше периметра цеха (задается по варианту), то ее необходимо принять равной периметру цеха плюс 12…16 м. После этого следует уточнить значение тр. Если а / lтр > 3, принимают тр = 1 р = 2(а + b), где p – периметр цеха, м р = 2(72 + 18) = 180 м. 7. Сопротивление растеканию электрического тока через соединительную полосу (4.5), Ом: Ом. 8. Результирующее сопротивление растеканию тока всего заземляющего устройства (4.6), Ом: Ом. где n – коэффициент экранирования соединительной полосы (табл. 4.3) n = 0,21. Вывод: допустимое сопротивление заземляющего устройства на электрических установках напряжением до 1 000 В не должно превышать 4 Ом. Полученное результирующее сопротивление растеканию тока заземляющего устройства 3,2 Ом 4 Ом не превышает установленного значения, следовательно, заземлители установлены правильно. studfiles.net
www.zandz.ru Взаимное экранирование - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1Взаимное экранированиеCтраница 1 Взаимное экранирование двух электронов, находящихся на одной и той же орбитали, невелико. Следовательно, должно резко возрасти влияние ядра, что, в свою очередь, приведет к сжатию атома - уменьшению его радиуса. Приблизившиеся к ядру электроны оторвать труднее и поэтому увеличился потенциал ионизации. Такой ион обладает значительным поляризующим действием и способен к образованию как ионных, так и ковалентно-полярных связей, а за счет своей свободной Зй-орб. [1] При взаимном экранировании деталей на приспособлениях необходимо изменить конструкцию приспособлений, обеспечив правильное расположение деталей. [2] За счет взаимного экранирования увеличим его до 25 ом. [3] В результате взаимного экранирования зарядов сродство карбоксильных групп к воде уменьшается, а дисперсионное взаимодействие углеводородной цепочки кислоты и матрицы усиливается. На сильно ионизированной фторидной форме положительный заряд на матрице наибольший и эффект экранирования выражен наиболее сильно. На хлоридной и особенно на иодидной формах анионита, степень ионности связи которых мала, эффект экранирования зарядов играет гораздо меньшую роль, карбоксильные группы сильно гидратированы и, растворяясь в воде, фазы ионита увлекают за собой часть углеводородной цепочки кислоты. Иными словами, на хлоридной и еще в большей степени на иодидной формах сорбционный процесс принимает частично распределительный характер. С матрицей взаимодействует не вся углеводородная цепочка, а только часть ее, поэтому молекулярная сорбция уменьшается. Таким образом, взаимное экранирование арядов оказывает непосредственное влияние на эффективную длину углеводородной цепочки кислоты, взаимодействующей с матрицей ионита. [4] Для уменьшения взаимного экранирования заземлителей их следует располагать на расстоянии друг от друга не менее одной длины заземлителя. [6] Коэффициент fil учитывает взаимное экранирование линий. [8] Коэффициент 770 82 учитывает взаимное экранирование протекторов. [10] Коэффициент использования характеризует степень взаимного экранирования электродов, составляющих групповой заземлитель, и зависит от формы электродов, их числа и взаимного расположения. [12] При расчетах заземлений следует учитывать взаимное экранирование вертикальных заземлителей. Экранирование происходит в результате наложения электрических полей при растекании тока от нескольких расположенных рядом заземлителей. [14] Коэффициент использования заземлителей характеризует степень взаимного экранирования их и зависит от формы заземлителей, числа их и взаимного расположения. [15] Страницы: 1 2 3 4 5 www.ngpedia.ru Импульсный коэффициент заземляющих устройствКоэффициент импульса заземлителя принимает различные значения (он может быть больше, меньше или равен единице) и зависит от того, какой процесс в проводнике при прохождении тока молнии проявляется в большей степени: искрообразование или индуктивное сопротивление. При значительном искрообразовании и слабой индуктивности заземляющего устройства (сосредоточенные заземлители) сопротивление проводника уменьшается, поэтому значение коэффициента импульса будет меньше единицы. При высокой индуктивности (протяженные заземляющие устройства) величина коэффициента импульса превышает единицу. Если эффект искрообразования и величина текущей индуктивности гасят друг друга, тогда коэффициент импульса равняется единице. Значение импульсного коэффициента стационарных заземляющих устройств связано не только с их геометрией и линейными размерами, но и зависит от величины удельного сопротивления почвы ρ и мощности тока грозового разряда. На рис. 15 в виде кривых представлена зависимость импульсного коэффициента для вертикальных заземлителей от характеристики почвы ρ и параметров тока молнии. Как видно из приведенных графиков, с возрастанием силы импульсного тока молнии, проходящего через заземляющий проводник и при увеличении удельного сопротивления почвы, отмечается снижение значений импульсного коэффициента. При значительных амплитудах грозовых токов возрастает их плотность, что обеспечивает условия для формирования и развития искровой зоны вокруг проводника, а также приводит к уменьшению его сопротивления.
Рис. 15. Определение импульсных коэффициентов для заземлителей вертикального типа. При росте удельного сопротивления грунта происходит развитие искровой зоны, величина которой находится в прямой зависимости от пробивной напряженности грунта Епр. Минимальное значение Ещ встречается в грунтах, обладающих удельным сопротивлением ρ=500 Ом*м. При продолжительности предразрядного времени порядка 3…5 мкс Ещ = 6…12 кВ/см. Следует помнить, что при прохождении импульсного тока грозового разряда через контур защитного заземления электрической подстанции, который имеет значительные линейные размеры, данный контур будет вести себя как протяжённое заземляющее устройство. В этом случае импульсное сопротивление может превысить значение стационарного сопротивления, вследствие преобладания индуктивности проводника над искровыми процессами. На рис. 16 показано изменение значений импульсного и стационарного сопротивления заземляющего устройства электрической подстанции в зависимости от размеров заземляющего контура и удельного сопротивления почвы. Заземляющее устройство в виде металлической сетки общей площадью S = 6 400 м2 (сторона контура 80 м), включающее 16 вертикальных электродов (L = 8 метров), при удельном сопротивлении грунта вблизи электрической подстанции ρ = 400 Ом*м обладает стационарным сопротивлением R равным 2,2 Ом, а импульсное сопротивление в этом случае составляет Zи = 2,5 Ом ( при мощности грозового импульса 100 кА и времени разряда τ=6 мкс). Заземляющий контур с сеткой площадью S = 400 м2 (сторона контура 20 м), состоящий из 4 вертикальных электродов (L = 8 м) при величине удельного сопротивления грунта ρ = 400 Ом*м обладает сопротивлением R= 6,9 Ом и Zи=6,1 Ом. Если в первом примере (S = 6 400 м2) величина импульсного сопротивления превосходит стационарное, то во втором примере (S = 400 м2), значение стационарного заземления превышает значение импульсного заземления. Исходя из Рис. 16 можно сделать вывод, при увеличении площади заземляющего контура, происходит заметное снижение обоих видов сопротивления: как импульсного, так и стационарного. В заземлителях сложной формы эффект взаимного экранирования проводников отмечается при протекании импульсных токов и токов промышленной частоты. Между тем коэффициент использования заземлителей сложной формы при прохождении через них импульсных грозовых токов имеет меньшее значение, чем при протекании токов промышленной частоты. Таким образом, при монтаже стержневых молниеотводов на конструкциях открытых распределительных устройств электрических подстанций, когда в качестве заземляющего устройства для молниеотвода (громоотвода) служит заземляющий контур энергообъекта, который имеет значительные геометрические размеры то подобное заземляющее устройство принято считать протяженным. При необходимости заземления отдельных молниеотводов стержневого типа производится обособленное заземление, которое не связано с общим заземляющим контуром подстанции.
Рис. 16. Значения импульсного и стационарного сопротивления. В Таблице 7 приведены типовые конструкции заземляющих устройств, которые при минимальной металлоёмкости обеспечивают импульсное сопротивление 10 Ом при попадании грозового разряда с импульсом 100 кА в грунты, обладающие удельным сопротивлением ρ от 100 до 650 Ом*м. Таблица 7. Конструктивные варианты заземляющих устройств.
infopedia.su 2.3. Расчет заземляющих устройствДля обеспечения безопасности эксплуатации электрооборудования производят расчет заземляющих устройств уже на стадии проектирования. Электроустановки напряжением до 1000 В при изолированной нейтрали и мощности трансформатора более 100 кВА должны иметь сопротивление защитного заземления не более 4 Ом. При мощности Рис. 1. Схема контурного заземления электрооборудования: 1 – электрооборудование; 2 – здание; 3 – внутренний заземляющий контур; 4, 5 – заземляющие проводники; 6 – заземляющий магистральный проводник; 7 – заземлитель Рис. 2. Схема выносного очагового заземления электрооборудования: 1 – электрооборудование; 2 – здание; 3 – внутренний заземляющий контур; 4, 5 – заземляющие проводники; 6 – заземлитель Рис. 3. Схема выносного заземления электрооборудования при расположении электродов в ряд: 1 – электрооборудование; 2 – здание; 3 – внутренний заземляющий контур; 4, 5 – заземляющие проводники; 6 – заземлитель трансформатора менее 100 кВА сопротивление заземления не должно превышать 10 Ом. Сопротивление заземлителей растеканию тока зависит от их числа, размеров, удельного сопротивления грунта. Сопротивление одиночного стержневого заземлителя (электрода) определяется по формуле, Ом (1) где ρ – удельное сопротивление грунта, Ом·м; d – диаметр стержневого заземлителя, м; l – длина стержневого заземлителя, м; h – глубина размещения заземлителя, м h = 0,5l + h0, (2) где h0 – расстояние от поверхности грунта до начала одиночного заземлителя, от 0,5 до 0,8 м. Для заземлителей из угловой стали предварительно определяют эквивалентный диаметр по формуле d = 0,96C, (3) где С – ширина полок уголка, м. Необходимые для расчета значения удельных сопротивлений грунтов приведены в табл. 1. Таблица 1
Количество стержневых заземлителей, необходимых для достижения нормативного сопротивления заземляющего устройства, определяется по формуле (4) где RD – допустимое (нормативное) сопротивление заземления, Ом; ηC – коэффициент сезонности; ηI – коэффициент использования (экранирования) в вертикальных заземлителях. Забитые электроды соединяются металлической полосой сечением не менее 48 мм2. Длина полосы для контура равна Ln = 1,05a(N – 1), (5) а при расположении электродов в ряд Lp = aN, (6) где a – расстояние между электродами, м; N – число электродов, шт. Численные значения коэффициента сезонности в основном определяются колебанием влажности почвы в течение года и заданы в табл. 2. Таблица 2
Численные значения коэффициента использования (экранирования) для вертикальных заземлителей (электродов) при их размещении по контуру и в ряд (выносная схема) приведены в табл. 3. Таблица 3
Сопротивление растеканию электрического тока соединяющей полосы, уложенной в земле, определяется по формуле, Ом (7) где L – длина полосы, м; b – ширина полосы, м; h – глубина заложения полосы от поверхности земли, м. Результирующее сопротивление растеканию электрического тока всего заземляющего устройства определяется по формуле (8) где ηp – коэффициент использования (экранирования) горизонтальной соединительной полосы. Численные значения коэффициента использования горизонтального полосового электрода в зависимости от числа вертикальных электродов, соединяемых им, приведены в табл. 4. Таблица 4
studfiles.net Явление - экранирование - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1Явление - экранированиеCтраница 1 Явление экранирования учитывается коэффициентом использования ( или экранирования) г э 1 и зависит от взаимного расстояния между заземлителями и числа заземлителей. [1] Явление экранирования при переменном поле хорошо объясняется, если рассмотреть процесс распространения электромагнитных волн в стенках экрана и в щелях, образуемых в месте стыка частей экрана. В идеальном случае полного отсутствия щелей электромагнитное поле может проникнуть в полость экрана только сквозь толщу его стенок. III, § 88), периодические электромагнитные волны весьма быстро затухают при своем распространении в проводящей среде. Это явление носит название поверхностного эффекта, так как электромагнитная волна быстро затухает по мере удаления в глубь среды от поверхности, сквозь которую она проникает в проводящую среду. [2] Явление экранирования про - Рис 2 2 Р елеяие исходит в результате наложения линий тока параллельно электрических полей при расте - включенных заземли-кании тока замыкания в землю. [3] Явления экранирования возникают из-за наложения электрических полей соседних заземлителей друг на друга. [4] Явление экранирования учитывался коэффициентом экранирования ( использования), который зависит от земного расстояния меж-д У заземлителями и их числа. Для уменьшения явления экранирования рекомендуется располагать трубы на расстоянии не менее 2 5 м одна от другой. [6] Явление экранирования сильно влияет на свойства биополимеров. [7] Явление экранирования происходит в результате наложения электрических полей при растекании тока замыкания в землю. [9] При импульсных токах явление экранирования сказывается в большей степени, чем при токах промышленной частоты. Это объясняется тем, что снижение удельного сопротивления грунта при стекании импульсных токов эквивалентно увеличению размеров единичных заземлителеи, которые тем самым как бы сближаются между собой. [10] При высокочастотном титровании явление экранирования электродов осадком, образующимся в процессе реакции, имеет тем меньшее значение, чем выше рабочая частота. Это объясняется тем, что емкостное сопротивление Хс каждой взвешенной частицы значительно меньше сопротивления раствора. [11] При высокочастотном титровании явление экранирования электродов осадком, образующимся в процессе реакции, имеет тем меньшее значение, чем выше рабочая частота. [12] Настоящая схема, необходимая для понимания ионизационных работ и явления экранирования, будет разобрана в дальнейших частях курса. [14] Так как практически трудно выдержать такие интервалы между заземлителями и удобнее делать их значительно меньше, на заземлениях обычно имеют место явления экранирования. [15] Страницы: 1 2 3 www.ngpedia.ru Взаимное экранирование - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 5Взаимное экранированиеCтраница 5 На самом деле причина заключается во взаимном электронном отталкивании, которое оказывается большим и для эквивалентных электронов, составляющих одну пару и отталкивающихся друг от друга сильно, несмотря на малое геометрическое взаимное экранирование и на корреляцию их движений. [61] При использовании искусственных заземлителей следует иметь в виду, что одиночные заземлители, заложенные в грунт ( при расстоянии друг от друга не менее 2 5 - 3 м), вызывают явление взаимного экранирования между заземлителями. [62] При использовании искусственных заземлителеи следует иметь в виду, что одиночные заземлители, заложенные в грунт ( при расстоянии друг от друга не менее 2 5 - 3 м), вызывают явление взаимного экранирования. [63] При использовании искусственных заземлителей следует иметь в виду, что одиночные заземлители, заложенные в грунт ( при расстоянии друг от друга не менее 2 5 - 3 м), вызывают явление взаимного экранирования между заземлшпелями. [64] При использовании искусственных заземлителей следует иметь в виду, что одиночные заземлители, заложенные в грунт ( при расстоянии друг от друга не менее 2 5 - 3 м), вызывают явление взаимного экранирования между заземлителями. [65] Поскольку заземляющее устройство состоит из ряда вертикальных заземлителей, которые обычно располагают по контуру вокруг электроустановки или здания ( на расстоянии 2 м от фундамента) на достаточно близком расстоянии друг от друга, возможно так называемое взаимное экранирование заземлителей. В результате этого электрические поля вокруг электродов искажаются и сопротивление растеканию каждого электрода возрастает. [67] Расчет сопротивления группового заземлителя, выполненного в виде вертикальных стержней, углубленных в грунт и соединенных между собой горизонтальными полосами ( рис. 10.15 6), учитывает уменьшение общего сопротивления ЗУ вследствие параллельного соединения нескольких стержней и некоторое его увеличение вследствие взаимного экранирования полей растекания тока. Поэтому при расчете группового заземлителя учитывают: коэффициент использования группового заземлителя, коэффициент использования горизонтальных заземлителей, неоднородность грунта. [68] На трубопроводе, не имеющем изоляции, изменение числа протекторов не вызовет существенного смещения потенциала ( если при этом не достигается предельный диффузионный ток по кислороду) и увеличение силы тока будет пропорционально числу протекторов в группе, а отклонение от прямой пропорциональности будет обусловлено лишь влиянием взаимного экранирования определяемым коэффициентом экранирования. На рис. 1 показано изменение общей силы тока и сопротивления в зависимости от числа протекторов в группе для случая защиты неизолированного трубопровода. При увеличении числа протекторов в группе потенциал трубопровода изменялся от - 0 72 до - 0 75 в, в то время как ток возрастал почти пропорционально числу протекторов. [70] Страницы: 1 2 3 4 5 www.ngpedia.ru | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
Каждый заземляющий электрод в грунте обладает некоторым объемом в виде некой полусферы - рабочей околоэлектродной зоной, которая оказывает максимальное (90%) влияние на сопротивление заземления этого электрода. Диаметр данной зоны приблизительно равен 2.2 длины заземляющего электрода (L) в земле.
