ТОКТЫҢ ЖЕРГЕ АҒУЫ. ТОКТЫҢ ЖЕРГЕ АҒУЫН ТАЛДАУДЫҢ ТЕОРИЯЛЫҚ НЕГІЗІ

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 5 бет
Таңдаулыға:

ТОКТЫҢ ЖЕРГЕ АҒУЫ

ТОКТЫҢ ЖЕРГЕ АҒУЫН ТАЛДАУДЫҢ ТЕОРИЯЛЫҚ НЕГІЗІ

Жерге ток ағымы тек қана кездейсоқ немесе әдейі болуы мүмкін тікелей байланыста болатын өткізгіш арқылы ғана пайда болуы мүмкін.

Жерге тікелей немесе аралық өткізгіш орта арқылы электрлік байланыста электр өткізгіш бөлшектердің өткізгіш бөлігі немесе көп бөлігі өзара байланысқан жерге тұйықтаушы деп аталады.

Жермен байланысқан жалғыз жолсерік бір жердің электроды немесе жерлендіру электроды деп аталады.

Бірнеше параллель қосылған электродтардан тұратын жерге қосу құрылғысы топ немесе кешенді жерге қосқыш деп аталады. Жерге ағып кету себептері:

ток өткізгіш бөліктің электроқондырғы корпусымен тұйықталу;
сымның жерге түсуі;
жерді өткізгіш есебінде пайдалану т. б;

Барлық осы жағдайларда әлеует бірден төмен түседі 𝜑 ₃ , B ₁ басқаша айтқанда, ток өткізгіш бөліктер тұйықталады, ағым жерге тең болады.

𝜑 ₃ = 𝐼 ₃ 𝑅 ₃

(8. 1)

мұнда H3 - ток I3 өз жолында кездесетін қарсылық (жер бетіндегі жазықтықтың ток ағысына кедергісі, Ом

Жерге қатысты кернеу [8] - жерге тұйықталу тогының таратушы тогынан тыс жердің нүктесіне қатысты кернеу, яғни, кернеу. әлеуеті шартты түрде нөлге тең деп есептелетін нүкте, ал әлеует жердегі салыстырмалы кернеуге баламалы деп түсініледі.

Жерге келетін ток ағыны жердің электродтарында және, тиісінше, жер бетінде жерге тұйықтау қосқышында кейбір әлеуетті пайда болуымен бірге жүреді.

Жерге ағып кету үдерісін талдау және топырақты қосқыштар мен жерге тұйықтау құрылғыларының алуан түрлілігін, сондай-ақ жинақталған тәжірибені талдай отырып, әртүрлі конфигурациялардың жерге қосқыштарынан токқа түсетін кезде пайда болатын құбылыстарды талдауды алдымен шарды жерге қосу қосқышын қарау керек [8, 16, 18, 19, 30, 32 - 35] .

Жердің радиусының шыңы шексіз үлкен тереңдікте болсын делік. Бұл болжам жер бетінің әсеріне назар аудармауға мүмкіндік береді. Бұл шар арқылы - жердің электроды - ток жерге түседі (8. 1- сурет) .

𝜑 ₃ = 𝐼 ₃ 𝑝(4𝜋𝑥)

(8. 2)

Сонда, қашықтықта жердің электродтарының орталығынан Жердің қашықтыққа дейінгі C нүктесінде әлеуетті Ф үшін біз жаза аламыз:

мұнда p - топырақтың кедергісі.

Теңдеу (8. 2) - әлеуетті қисық теңдеуі болады.

Ықтимал 𝜑 = 0 нүктесінде x = t қашықтықта жерге тұйықталу электродынан нүкте болады.

РУЭ [8] сәйкес, нөлдік әлеует аймағы (жермен салыстырмалы) әсер ету аймағынан тыс жердің бір бөлігі болып табылады.

Сурет. 8. 1. Жерге үлкен тереңдікке енген шарлы жерлендіру.

электрлік потенциалы нөлге тең деп есептелетін кез-келген жердің электроды. Іс жүзінде нөлдік әлеуетті аймақ жердің электродынан шамамен 20 м қашықтықта басталады деп есептеледі. Максималды әлеует жер асты радиусына тең, яғни тікелей жердегі (шарды жерге қосу бұрышының әлеуеті) ең кіші мәнде болады:

𝜑 ₃ = 𝐼 ₃ 𝑝/(4𝜋𝑟)

(8. 3)

Біртекті жер жағдайда, ток радиусы бойынша барлық бағыттарда біркелкі және симметриялық түрде ағып кетеді, ал жердегі ток тығыздығы жердің электродтарынан кетіп бара жатқанда төмендейді.

ПУЕ [8] сәйкес, тарату аймағы (жергілікті аймақ) жерге қосу коммутаторы мен нөлдік әлеуетті аймақ арасындағы жер аймағы болып табылады. Бұл жағдайда «жер» термині тарату аймағында жер ретінде түсінілуі керек.

Шардың ортасынан x қашықтықта, ток тығыздығы, А / м2, теңдеу арқылы анықталуы мүмкін:

J= 𝐼 з/(4х𝜋 ² ) .

(8. 4)

Тұрақты ток кезінде, сондай-ақ 50 Гц жиіліктегі айнымалы ток кезінде, өткізгіш ортадағы ток таратушы өріс E, V / m қарқындылығы қатынасы бойынша ток тығыздығына байланысты стационарлық электр өрісі ретінде қарастырылуы мүмкін

J=E /р¸

(8. 5)

мұнда p - топырақтың кедергісі.

Арақатынас (8. 5) - Ом заңы дифференциалды түрде. Айта кету керек, бұл жағдайда электр өрісінің кернеулері ток тығыздығының сызықтарымен сәйкес келеді.

Электр өрісінің кернеуі далалық беріктік сызығымен байланысты кернеудің төмендеуіне тең, яғни өріс кернеулігі сызығымен сәйкес келетін бірлік жолында кернеудің төмендеуі:

Е =dU/dx ,

(8. 6)

мұндағы dU - dx бөліміндегі кернеудің төмендеуі, яғни қалыңдығы dx жердің қарапайым қабатында.

Демек, жердегі кез-келген нүктенің әлеуетін анықтауға болады:

Сурет. 8. 2. Жартылай сфералық шардың электрод айналасында жер бетіндегі әлеуетті бөлуі

∞

𝜑 ₃ = ∫ d U _,

(8. 7)

мұнда dU = Edx = Jpdx = [4p / (4nx2) ] dx.

Іс жүзінде, жер шары жер астында болғанда (8. 2-сурет), яғни біз жарты шарды жерге қосатын қосқышпен жұмыс жасайтын боламыз [16, 90] .

Осындай жердің үстіңгі қабаты үшін жер бетіндегі әлеуетті қисық теңдеуі (сондай-ақ жер көлемінде) форманы алады

φ = 𝐼 ₃ 𝑝/(2𝜋𝑥)

(8. 8)

Бұл теңдеуді шарды жерге қосу қосқышының ықтимал қисық сызығына теңдеумен салыстыруға болады. Бұл жағдайда жарты шардың ортасынан x м қашықтықта жердегі ток тығыздығы (А / м2) теңдікпен анықталады