Исследование сопротивления растеканию тока в земле от заземляющих устройств различной конфигурации с помощью моделирования в уменьшенном масштабе

Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет

Кафедра: ТОЭ

Лабораторная работа № 8

Исследование растекания тока

в проводящей среде и сопротивления заземлений

Выполнил: студент

гр. 3021/1

Молчанов А.С.

Проверил:_________                                      

2004г.

Цель работы: Исследование сопротивления растеканию тока в земле от заземляющих устройств различной конфигурации с помощью моделирования в уменьшенном масштабе полем тока в иной проводящей среде и знакомство с методами расчета сопротивления заземлений.

В настоящей работе, в отличие от других работ, связанных с моделированием полей, физическая природа моделируемого объекта и модели одна и та же — проводящая среда, т. е. имеет место масштабное моделирование, а также замена одной проводящей среды (земли) другой (водой), в которой измерение проводить более удобно. Исследование проводят в стальном баке, наполненном водой, в которую погружают различные металлические электроды — модели заземлителей. Бак покрыт для предохранения от коррозии с внутренней стороны защитным покрытием и снабжен в нижней части краном для сливания воды. Бак имеет достаточно большие по сравнению с размерами исследуемых электродов габариты. Это необходимо для уменьшения влияния стенок и дна бака на результаты измерений. Бак располагается на подставке такой высоты, чтобы с ним было удобно работать. На баке имеется устройство для закрепления и передвижения электродов и зонда, служащего для измерения потенциала. Это устройство снабжено шкалами для отсчета глубины погружения электродов в воду, расстояния между электродами и определения положения зонда по отношению к электродам.

На металлических держателях электродов и зонда, а также на баке имеются зажимы для подключения к измерительной цепи. Электроды и зонд изолированы друг от друга.

Опытные данные и графики:

1) Для шара:

h, см	0	5	10	15	20	25	30
R, Ом	226,5	153,7	126	108,3	105,9	104	107,5

2) Для одного электрода:

h, см	5	10	20	30	40
R, Ом	658,4	304,5	213	139,5	101,5

Практический график                                                           Теоретический график

3) При соединении двух электродов и изменении глубины погружения:

D	50	70	100	140	180	240	300	360	420
R	91,4	78	77	76	75	72,3	69	67,25	68,5

Практический график                                                            Теоретический график

4) При соединении двух электродов и изменении расстояния между ними:

D	50	150	200	250	300	350	400
R	134	167	185	207	222	233	200

Практический график                                                          Теоретический график

5) Измерение удельной проводимости воды: Для этого используют специальный стеклянный сосуд. В этот сосуд отливают воды из бака, в котором ее предварительно перемешивают, и измеряют сопротивление столба воды между двумя плоскими металлическими дисками. Сечение S столба воды, по которому проходит ток, равно

    где

d_{1=60 мм,} d_{2=12 мм}

Измерив сопротивление R столба воды с высотою  в сосуде, вычисляют удельную проводимость воды по формуле

Таким образом мы получили

S= 0.003 м²        γ=0,012 1/Ом·м , при Rx=8002 Ом

Вывод:  Мы получили  практическим способом удельную проводимость воды, которая сходится с теоретическим значением. Также мы получили практические зависимости сопротивления от глубины погружения и от расстояния между электродами. Основной причиной расхождений опытных кривых с расчетными является то, что бак имеет конечные размеры, а расчетные формулы выведены в предположении, что стенки бака бесконечно удалены от электродов.