Явление растекания тока в земле

При замыкании токоведущих частей электроустановок на землю вблизи точки замыкания появляется разность потенциалов между отдельными точками поверхности почвы.

При замыкании токоведущих частей на землю протекает ток, который на поверхности земли создает потенциалы в зависимости от расстояния от точки стекания тока на землю и данной точкой на поверхности земли.

Рисунок 1. Растекание тока в земле

где, I_з ток замыкания на землю;

R_з- сопротивление заземлителя;

φ_кор- потенциал корпуса относительно земли.

Экспериментально установлено, что на расстоянии 1 м от места стекания тока на землю потенциал снижается на 68%, в конце 10 м – на 92%, а на расстоянии 20 м от места замыкания на землю – практически равен нулю.

При этом плотность тока равна

где δ- плотность тока [ А/м²];

х – расстояние от заземлителя

Для упрощения расчетов в качестве заземлителя возьмем полусферу (2πх² -

это площадь полусферы).

Потенциал в произвольной точке определяется выражением

Потенциал численно равен работе, которую совершает электрическое поле по перемещению пробного заряда из данной точки в бесконечность (потенциал в бесконечности принимается равным нулю).

dU – это приращение потенциала на расстоянии dх.

Если считать грунт однородным, то dU можно определить как dU= E dх,

где E – напряженность электрического поля. Ее можно найти из закона Ома в дифференциальной форме:

Здесь σ – удельная проводимость грунта, а ρ - удельное сопротивление, тогда dU можно определить так:

dU=δ·ρ·dх, (3)

Подставляя в (2) значение·δ из (1) и dU из (3) можно получить

В общем виде

Потенциальная кривая имеет форму гиперболы.

Дата добавления: 2014-12-27