Теоретична частина

Лабораторна робота № 6

Завдання до самостійної роботи № 6

Задача 1. Визначити силу струму, що проходить тілом людини при її увімкненні до трифазної мережі змінного струму із заземленою нейтраллю, якщо електричний опір підлоги R_під, а опір взуття людини дорівнює R_вз. Заземлення виконано провідником довжини l. Дані до розрахунку взяти з табл. 6.3.

Таблиця 6.3

№ варіанту	Rпід, кОм	Rвз, кОм	l, м	матеріал провідника
			3,0	мідь
			3,5	алюміній
			3,0	мідь
			4,5	алюміній
			4,0	мідь
			6,0	алюміній
			4,0	мідь
			3,0	алюміній
			4,0	мідь
			3,0	алюміній
			4,5	мідь
			4,0	алюміній
			3,3	мідь
			4,0	алюміній
			3,0	мідь
			4,0	алюміній
			3,5	мідь
			4,0	алюміній
			4,0	мідь
			3,5	алюміній
			4,5	мідь
			3,5	алюміній
			2,8	мідь
			5,0	алюміній
			4,0	мідь
			3,5	алюміній
			3,0	мідь
			2,5	алюміній
			4,0	мідь
			4,5	алюміній

ВИМІР ПИТОМОГО ОПОРУ ҐРУНТУ

Мета роботи: вивчення засобів та методів виміру питомого електричного опору ґрунтів різних типів.

Прибори та інструменти: вимірювач опорів заземлень МС-08, групові заземлювачі, допоміжний заземлювач, компенсаційний заземлювач-зонд, сполучні дроти.

Електрофізичні властивості ґрунту, в якому знаходиться заземлювач, визначаються насамперед його питомим опором. Чим менший питомий опір, тим більш сприятливі умови для розташування заземлювача.

Питомий опір ґрунту – опір між протилежними площинами куба землі з ребром довжини 1 м. Одиниця виміру питомого опору – ом на метр (Ом·м).

Щоб оцінити величину питомого опору ґрунту, порівняємо його з найбільш поширеним електротехнічним матеріалом – міддю. Так куб міді таких самих розмірів має опір 1,72·10^-8 Ом·м. При 20°С та середній вологості питомий опір землі приблизно складає ρ = 100 Ом·м, тобто земля має питомий опір в 5,7 млрд. разів більше. В табл. 6.3. наведені наближені значення питомих опорів різних типів ґрунту при середній вологості.

Таблиця 6.3. Питомий електричний опір ґрунтів ρ_гр

Тип ґрунту	Розрахункове значення, Ом·м	Можливі межі коливань, Ом·м
Глина		8…70
Суглинок		40…150
Пісок		400…1000
Супісок		150…400
Торф		-
Чорнозем		9…53
Садова земля		30…60
Мергель і вапняк		1000…2000

При обладнанні заземлювачів необхідно знати не наближені, а точні значення питомих опорів ґрунту в даному в місці. Отримання такої інформації можливе лише безпосередніми вимірами на місцях.

Властивості землі можуть змінюватися залежно від її вологості та температури, тому питомий опір може мати різні значення в різні пори року, наприклад через висихання або промерзання. Ці чинники враховуються при вимірах питомого опору землі сезонними коефіцієнтами. В табл. 6.4 наведені коефіцієнти, що враховують стан землі під час вимірів.

Таблиця 6.4. Коефіцієнти, що враховують стан ґрунту

Заземлювач	k 1	k 2	k 3
Вертикальний довжини 3 м	1,15	1,00	0,92
Вертикальний довжини 5 м	1,10	1,00	0,95
Горизонтальний довжини 10 м	1,70	1,00	0,75
Горизонтальний довжини 50 м	1,60	1,00	0,80

Коефіцієнт k ₁ застосовується, якщо земля волога і вимірам передувало випадання великої кількості опадів; k ₂ – земля нормальної вологості і виміру передувало випадання невеликої кількості опадів; k ₃ – земля суха, кількість опадів нижча за норму.

Вимірювання питомого опору ґрунту зазвичай проводять в теплу пору року. В даній лабораторній роботі використовується вимірювача заземлень типу МС-08. Виміри питомого опору Прилад має власне джерело живлення у вигляді генератора, що приводиться до обертального руху за допомогою ручки.

Рис. 6.2. Вимірювач заземлень МС-08.

Якщо в процесі виміру стрілка приладу коливається, це є ознакою наявності сторонніх струмів в землі. Аби уникнути похибки у вимірюваннях достатньо змінити частоту обертання ручки. Проте слід зауважити, що для забезпечення належної точності виміру ця частота повинна знаходитися в межах 90...150 об/хв.

Вимірювач заземлення МС-08 має три шкали: 0 – 1000 Ом, 0 – 100 Ом і 0 – 10 Ом. Питомий опір ґрунту вимірюють шкалою на 1000 Ом.

Прилад МС-08 працює за принципом магнітоелектричного логометра. Прилад містить дві рамки, одна з яких включається як амперметр, а інша – як вольтметр. Ці обмотки діють на вісь приладу в протилежних напрямах, завдяки чому відхилення стрілки приладу пропорційні опору. Шкала приладу градуйована в омах. Джерелом живлення при вимірі служить генератор Г постійного струму, що приводиться в обертання від руки. На спільній з генератором осі укріплені переривник П1 і випрямляч П2 (рис. 6.3).

Рис. 6.3. Електрична схема вимірювача заземлень МС-08: Г – генератор, Р – реостат, Л – логометр, П1 – переривник, П2 – випрямляч, П3 – перемикач.

Вимір питомого опору ґрунтуслід виконувати в стороні від трубопроводів та інших металевих конструкцій, які можуть внести похибку в результати. Схема вимірювання показана на рис. 6.4.

Рис. 6.4. Схема вимірювання питомого опору ґрунту.

Чим більше значення а, тим більший об'єм ґрунту охоплюється електричним полем електродів і більш точними є результати вимірів. Змінюючи відстань а, можна отримати залежність питомого опору землі від рознесення електродів. При однорідній структурі ґрунту значення ρ не залежатиме від відстані а (зміни можуть бути внаслідок різного ступеню вологості). Таким чином, використовуючи залежність ρ від відстані між електродами, можна судити про величини питомих опорів на різній глибині.

Питомий опір ґрунту визначають по формулі

(6.4)

де R – опір по приладу, Ом.

Виміри питомого опору бажано виконувати у кількох місцях, розраховуючи потім середнє значення. Електроди слід забивати в землю для більш щільного контакту, укручування стержнів для цілей виміру не рекомендується.

Дата добавления: 2015-07-13