Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Основные характеристики грозовой деятельности




Задачи

1 Заземление электрооборудования в линии электропередач с глухозаземлекной нейтра­лью выполнено с грубым нарушением ПУЭ: часть оборудования занулена, часть -заземлена. Со­противление нулевой точки трансформатора равно сопротивлению заземления незануленного оборудования и равно 4 Ом. Линейное напряжение в сети равно 380 В, сопротивлением фазного и нулевого провода пренебрегаем. Рассчитайте величину тока, протекающего через человек прикоснувшегося к запуленному оборудованию при пробое изоляции заземленного оборудования, если известно, что сопротивление человека 1000 Ом. Оцените степень опасности.

 

2 В момент включения ПЭВМ бухгалтер была поражена электрическим током Вследствие пробоя фазы на корпус. Определите ток через человека и оцените опасность поражения при условиях: а) человек стоит на деревянном полу; б) в момент включения касается трубы отопления. Сопротивление тела человека 1000 Ом, сопротивление обуви 50000 Ом, пола 100000 Ом.

3 Дать заключение об опасности поражения электрическим током при касании к элек­трической установке с пробоем изоляции на корпусе, если человек: стоит на земле; стоит на деревянном полу; одновременно касается трубы отопления. Сопротивление тела человека – 1000 Ом, пола – 105, обуви –6·104 Ом.

 

4 Произошел обрыв на землю высоковольтного провода, ток замыкания равен 6А. Че­ловек находится в поле растекания потенциалов на расстоянии 1 м от упавшего провода. Ширина шага 0,8 м, грунт – супесь. Найти напряжение шага и оценить опасность поражения.

 

5 Работница прикоснулась к ножу рубильника при включении электроустановки. Напря­жение в сети 200/380 В.Нейтраль сети заземлена, сопротивление заземления R3 =18 Ом. Сопро­тивление тела человека Rч = 1500 Ом, обуви Ro = 350 Ом, пола Rп = 80 Ом Определить вели­чину напряжения прикосновения и оценить опасность поражения

 

6 Определить, сработает ли предохранитель с номинальным током плавкой вставки 35А, если сопротивление заземления нейтрали и сопротивление защитного заземления равны 4 Ом.

 

7 Найти сопротивление одиночного заземлителя, количество заземлителей, длину соеди­нительной полосы, сопротивление заземляющего контура, если в наличие имеются стержни диаметром 5 см, длиной 2 м, полоса шириной 6 см, расстояние между стержнями 2.5 м. Допус­тимое сопротивление принять равным 10 Ом.

 

8 Определить сопротивление вертикального одиночного заземлителя, выполненного из угловой стали 50х50х5 мм, длиной 3 м, забитого вровень с поверхностью земли. Удельное электрическое сопротивление грунта составляет 40 Ом · м (глина). Грунт средней влажности.

 

9 Определить сопротивление вертикального одиночного заземлителя, выполненного из угловой стали 50x50x5 мм, длиной 3 м, заземлитель забит в грунт на глубину от поверхности земли до верхнего конца заземлителя 0,8 м.

 

10 Определить необходимое количество уголков п для выполнения заземляющего уст­ройства (при расположении заземлителей в ряд) сопротивлением Rз = 4 Ом. Заземлитель вы­полнен из угловой стали 50x50x5 мм, длиной 3 м, забит в грунт на глубину от поверхности земли до верхнего конца заземлителя 0,8 м.

 

11 Определить сопротивление заземляющего устройства. Заземлители выполнены из угловой стали 50x50x5 мм, длиной 3 м и приварены к соединительной полосе с поперечным сечением 40x4 мм = 40 мм = 0,04 м), проложенной в грунте от поверхности земли до сере­дины ширины полосы на глубине t = 0,5 м.

 

 

Глава 9. Защита от атмосферного электричества

Гроза – это атмосферное явление, сопровождающееся молниями и оглу­шительными раскатами грома. Молния – это электрический разряд в атмосфе­ре между заряженным облаком и землей или между разноименно заряженными частями облака. Возможны разряды и между соседними облаками. Длина кана­ла молнии обычно достигает нескольких километров, причем значительная часть его находится в грозовом облаке.

Во время грозы можно наблюдать молнии различного вида: плоские - на поверхности облаков; точечные светящиеся точки, пробегающие на фоне об­лаков; шаровые круглая, светящаяся газовая масса, кипящая и разбрасываю­щая искры диаметром 10-20 см, существующая от долей секунд до нескольких минут, скорость перемещения до 2 м/с по направлению ветра; линейные - ис­кровой разряд с разветвлениями длиной 2-3 км, диаметром в несколько десят­ков сантиметров.

Первичными поражающими факторами молниевых разрядов являются прямые удары (ток молнии достигает сотен и тысяч ампер).

Вторичными – разрушение объектов, расщепление деревьев, пожары, взрывы за счет быстрого испарения материала; обрыв линий электропередач; электрический разряд с проводов и электроаппаратуры; разность потенциалов между отдельными предметами внутри зданий и разряд; разрушение изоляции электроустановок, пробой на корпус и др.

Молния чаще всего ударяет в места выхода на поверхность грунтовых вод, на участки стыка пород земли разной удельной электрической проводимости (рис. 9.1), в места выхлопа газов и выхода дыма из труб (из-за повышенной ионизации воздуха), в наиболее возвышающиеся над землей части зданий и сооружений.

 

а – включения фунтов высокой электрической проводимости (l – глина, 2 – песок);

б – стыкование фунтов различной электрической проводимости; в, г – повышенная ионизация воздуха (выход нагретых газов)

 

Рис. 9.1. Избирательность воздействия молнии

 

Ударяет молния в землю и в места с большим удельным электрическим сопротивлением, если в земле проложены протяженные металлические трубопроводы или кабели [38].

Возможность поражения объекта молнией в значительной степени опреде­ляется интенсивностью грозовой деятельности в той местности, где он распо­ложен. Она зависит от его размеров и конфигурации, расположения среди со­седних объектов и ряда других условий.

Поле растекания потенциалов при разряде молнии на землю представляет собой окружность на поверхности земли с радиусом R=20 м (иногда до 50м), внутри которой человек или животное могут попасть под напряжение шага.

Шаговое напряжение можно определить по формуле

 

(9.1)

 

где – потенциалы ног, В.

Возможность поражения объекта молнией определяется интенсивностью грозовой деятельности в местности, где этот объект расположен, зависит от его размеров и конфигураций, расположения среди объектов.

Интенсивность грозовой деятельности характеризуется средним количест­вом грозовых часов в год (пч). Иногда грозовую деятельность измеряют количе­ством грозовых дней в году (пд). Принято продолжительность грозы считать равной 1,5 часа (пд = 30 дней) и 2 часа (пд > 30 дней). Следовательно, интенсив­ность грозовой деятельности

 

пч = (1,5...2)пд (9.2)

 

Имеется более обобщенный показатель - число ударов в год (п) на 1 км2 поверхности земли (табл. 9.1).

 

Таблица 9.1 – Число ударов молнии в год

 

Интенсивность грозовой деятельности за год, nч 20-40 40-60 60-80 80-100
Среднее число ударов молний в год на 1 км2, n        

 

Вероятное число ударов молнии в год в здание или сооружение, не имею­щее молниезащиты, определяется по формуле

 

(9.3)

 

где В –ширина здания, м;

L – длина здания, м;

hх –наименьшая высота здания, м.

Число ударов молний для таких объектов, как дымовые трубы котельных, водонапорные и силосные башни, мачты, деревья, определяют из выражения

 

N = 9h2 106, (9.4)

 

где h – высота объекта, м.

Число опасных ударов в незащищенную линию электропередач (в год) составит

N = 0,42 LhcpnJ/T3, (9.5)

 

где L –протяженность линии, км;

hcp – средняя высота подвеса проводов, м;

пч –интенсивность грозовой деятельности в год, ч.

В этом случае допущено, что опасная зона простирается от оси линии в обе стороны на 3 hcp

Различают два рода воздействий молнии на объекты: первичное, связанное с прямым ударом; вторичное, вызываемое электромагнитной и электростатиче­ской индукцией и заносом высоких потенциалов через металлические комму­никации в сооружения при разряде облака.

При прямом ударе могут возникать пожары, взрывы, разрушения конст­рукций, поражения людей, перенапряжение на проводах электрической сети.

При электростатической индукции заряженное облако поляризует более или менее хорошо изолированные проводники. На поверхности земли и объек­тах появляются связанные заряды положительного знака. Их быстрое освобож­дение приводит также к значительным разностям потенциалов между металли­ческими конструкциями и землей, вызванным протеканием зарядов через большие сопротивления. Образующиеся при этом искровые разряды внутри со­оружения могут привести к взрывам, пожарам и т. д.

Электромагнитная индукция возникает в стадии главного разряда, когда очень большой и быстро изменяющийся ток создает в пространстве интенсив­ное переменное магнитное поле. В пронизанных частью этого поля контурах из протяженных металлических предметов (трубопроводов, электрических прово­дов, оболочек и т. п.) появляется электродвижущая сила (ЭДС), способная вы­звать искрообразование, если в каких-либо местах контур разорван или в нем имеются плохие электрические контакты (неплотные болтовые соединения, корродированные участки, например во фланцах). В замкнутых контурах появ­ляется ток, и индуцированная энергия рассеивается в виде джоулевого тепла, редко вызывая опасные последствия.

Занос высокого потенциала происходит по различным надземным и под­земным протяженным коммуникациям (рельсы, трубопроводы, воздуховоды, оболочки кабелей, воздушные провода и т. п.) как при прямом ударе в них, так и в случае, если эти коммуникации находятся вблизи молниеотвода или другого предмета, пораженного молнией.




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-11-20; Просмотров: 1311; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.025 сек.