Оценка уровней опасных и вредных производственных факторов

Расчет напряженности электрического поля

Исходные данные

В пространстве вблизи воздушных линий электропередачи и электроустановок напряженность электрического поля (ЭП) имеет различные значения. Она зависит от ряда факторов: номинального напряжения; расстояния между точкой, в которой определяется напряженность поля, и токоведущими частями; высоты размещения над землей токоведущих частей и рассматриваемой точки и т.п.

Напряженность можно измерить с помощью специальных приборов, а в некоторых случаях, например, вблизи воздушных линий электропередачи, определить расчетом, схема приведена на рис.1.

Рис.1. Схема расчета напряженности электрического поля

Из курса электротехники известно, что напряженность электрического поля Е, В/м, уединенного бесконечно длинного прямолинейного проводника, заряженного равномерно по длине, выражается зависимостью

где - линейная плотность заряда провода, Кл/м; = 8,85 · 10^-12 - электрическая постоянная, Ф/м; m - кратчайшее расстояние от провода до точки, в которой определяется напряженность, м.

К расчету напряженности электрического поля вблизи воздушной линии электропередачи в точке Р:

Рис.2. К расчету напряженности электрического поля в точке Р: А, В, С – фазы (провода) линии; , - зеркальные изображения фаз; кратчайшие расстояния от точки Р до фаз; кратчайшие расстояния от точки Р до зеркальных изображений фаз

Известно также, что вектор напряженности поля совпадает с линией, соединяющей рассматриваемую точку с проводником по кратчайшему расстоянию. При этом, если проводник несет положительный заряд, то вектор напряженности направлен от проводника, а при отрицательном заряде - к проводнику. Напряженность поля рассчитывается при допущении, что провода воздушной линии (ВЛ) являются бесконечно длинными прямолинейными проводниками, расположенными вблизи поверхности земли, которая рассматривается как проводящая среда [1].

Поэтому поле ВЛ создается не только зарядами проводов, но и зарядами их зеркальных изображений (рис.2).

С учетом расстояний d, H, h, х, напряженность трехфазной воздушной линии электропередачи определяют по формуле

E=1.88

где С - емкость фазы относительно земли на единицу длины линии с горизонтальным расположением проводов, Ф · м^-1; определяется выражением:

C= 6,9673E-12

здесь - электрическая постоянная, Ф · м^-1 ( = 8,85 · 10^-12); H_ср - средняя высота подвеса провода над поверхностью земли, м, (рис. 3) равная

Рис.3. К определению высоты размещения провода над землей Н на расстоянии х от опоры

Н_ср = Н_п - (2/3) f = (1/3) (Н_п + 2Н₀)=21.33

d - расстояние между осями соседних проводов линии, м; r - радиус провода, м; U_ф - напряжение, В; коэффициенты к_i определяются следующими выражениями:

k₁=0.0001 k₂=0.0040

k₃=0.0004 k₄=0.0135

k₅=0.0007 k₆=0.0196

Отрезки m и n являются гипотенузами соответствующих прямоугольных треугольников и определяются следующими уравнениями, м:

=63.00

=63.28

=55.83

=56.59

=46.21

=47.13

Для точки Т, находящейся под средней фазой на высоте 2м от земли х = 0, а отрезки m и n равны

m_A = m_C = n_A = n_C =

m_B = H₀ - h; = H₀ + h

Поиск по сайту: