Измерение напряженности электрического поля промышленной частоты, создаваемого установками высокого напряжения

Министерство образования и науки Российской Федерации

Томский политехнический университет

Электротехнический институт

Кафедра ТЭВН

Отчёт

По лабораторной работе №1

«Измерение напряженности электрического поля промышленной частоты, создаваемого установками высокого напряжения»

Выполнил: студент группы 9410                                                  

Проверил: доцент                                                                   

Томск 2004

Цель работы:

Изучить допустимые нормы напряженности электрического поля промышленной частоты, ознакомиться с применением измерителя напряженности поля промышленной частоты П3-50. Измерить напряженность электрического поля в высоковольтной лаборатории и вблизи линии высокого напряжения.

Расчётная схема расположения линейных зарядов на линии:

3

d23

2

d12

1

d1

d2

H2

H1

H3

Eh

d13

h

Рис. 1. Расчетная схема расположения линейных зарядов на линии.

Расчетные формулы:

Напряженность под линией на расстоянии Х от нижней фазы:

где  q- линейный заряд на проводе, Кл/м;

H1, H2, H3 - средняя высота подвеса провода в каждой фазе, м;

d₁₂, d₂₃, d₁₃ - расстояние между проводами, м;

d₁, d₂ - расстояние между проекциями средней и верхней фаз до нижней фазы, м; (d₁=d₂=2,1м)

h=1,8м-высота на которой определяется напряженность электрического поля

Линейный заряд на проводе рассчитывается как  , где U-класс напряжения ВЛ, В;

С-емкость фазы на единицу длины, Ф/м

,        где r – радиус провода, м;                             

где S – среднегеометрическое расстояние между фазами, м

Высота провода над поверхностью земли:

, где Н_П – высота точки крепления провода на опоре, м;

m – число изоляторов в гирлянде;

Н_из – строительная высота изолятора, м (из справочника Н_из=0,146м);

f – стрела провеса провода в опоре, м

Для двухцепных линий с вертикальным расположением проводов напряженность поля в рассматриваемой точке Е_h:

, где Е₁ и Е₂ напряженность электрического поля в расчетной точке от каждой цепи линии.

Результаты:

Таблица 1

Таблица 2

Примеры расчета одной точки для линии без растительности:

Модуль вектора напряженности электрического поля Е по экспериментальным данным:

(кВ/м)

Высота провода над поверхностью земли:

(м)

(м)

(м)

Среднегеометрическое расстояние между фазами:

(м)

Емкость фазы на единицу длины:

(Ф/м)

Линейный заряд на проводе:

(Кл/м)

Напряженность под линией на расстоянии Х=0 (м) от нижней фазы:

=

=0,303(кВ/м)

Аналогично рассчитываем для Х=2, 4, 6, 8 (м) одной цепи и Х=4, 2, 0, 2, 4 (м) для другой цепи.

Напряженность поля в рассматриваемой точке Е_h:

(кВ/м)

Графики:

Графики зависимости изменения напряженности электрического поля

от расстояния до фазы.

Вывод по графикам:

Исходя из таблицы 1 видно, что при выключенной установке напряженность поля практически отсутствует (1,7 В/м), при включенной установке появляется значительное электрическое поле (672 В/м у пульта управления и 22 В/м на расстоянии 4 метра от него).

Из графика видно, что напряженность электрического поля, создаваемого линией, немного возрастает по мере приближения к центру проекции опоры на землю, а затем постепенно спадает. Расчётная напряженность оказалась ниже, чем действительная напряженность поля. Вероятно, это связано со старением проводов и погрешностью наших измерений и вычислений. Но даже в этом случае максимальная действительная напряженность поля под ВЛ, меньше предельно допустимой в зоне жилой застройки (< 1 кВ/м).

Так же из графика видно, что растительность сильно снижает напряженность поля под ВЛ, тем самым снижая вредное воздействие электрического поля промышленной частоты.

Напряженность во всех случаях ниже допустимой (< 1 кВ/м).

Ответы на вопросы:

1. Что является причиной появления электрического поля от высоковольтных устройств?

Причиной появления электрических полей промышленной частоты являются токоведущие части действующих электроустановок, находящиеся под высоким напряжением (линии, генераторы, трансформаторы и др.)

2. Перечислить факторы, влияющие на величину напряженности электрического поля под линией высокого напряжения.

·  напряжение линии;

·  высота подвеса провода.

3. Какие мероприятия применяются для снижения напряженности электрического поля?

·  использование экранирующих устройств;

·  заземленные тросы под проводами;

·  увеличение высоты подвеса провода;

·  использование растительного массива под линией;

4. Почему наличие растительности под ВЛ снижает напряженность электрического поля?

Потому что стволы и ветви деревьев, кустарников имеют высокую проводимость в течении всего года. Дерево имеет корни, проводимость которых много больше проводимости самого дерева; за счет этого заряды как бы стекают по стволу дерева на землю.