ВКР Мелештян К.В (1214895), страница 8
Текст из файла (страница 8)
В соответствии с [19] задачу нахождения результирующей напряженности электрического поля от двух источников в некой точке пространства М можно решать методом наложения. Поэтому, рассмотрим 2 случая электрического влияния:
-
влияющая линия – контактная сеть переменного тока, 50 Гц, 25 кВ, двухпутный участок, нормальный режим работы;
-
влияющая линия – трехфазная высоковольтная линия ВЛ СЦБ, 50 Гц, напряжение 10 кВ, нормальный режим работы.
Далее, методом наложения рассчитаем результирующее влияние от двух источников электрического влияния в рассматриваемой точке М. Для оценки условий электробезопасности работающего оперативного персонала необходимо найти и сравнить с допустимым значением вертикальной составляющей напряженности электрического поля
.
Расчет напряженности электрического поля контактной сети будет выполнятся в соответствии с [19] для точки, которая находится на уровне головы человека, стоящего на земле. Рост человека примем равным 1,8 м.
Схема для расчета напряженности электрического поля контактной сети двухпутного участка представлена на рисунке 23.
Рисунок 23 – Схема для расчета напряженности электрического
поля контактной сети двух путного участка
Имитируя удаление человека относительно контактной подвески первого пути, будем перемещать точку М по оси х вправо на расстоянии от 0 до 8 м. На рассматриваемом участке эксплуатируется контактная подвеска ПБСМ-95+МФ-100. Исходные данные для расчета берем из [20] и сводим в таблицу 4.1.
Таблица 4.1 – Исходные данные для расчета напряженности электрического поля от контактной сети
| Параметр | Значение |
| Напряжение контактной сети | 25 |
| Высота подвеса контактного провода | 6,25 |
| Радиусы контактного провода / несущего троса, м | 0,0056 / 0,0056 |
| Среднее расстояние между контактным проводом и несущим тросом | 1,6 |
| Расстояние между осями путей d, м | 4,1 |
Заменим цепную подвеску одним эквивалентным проводом по формуле, м:
, (4.1)
где
– количество проводов, шт;
– радиус одного провода;
– радиус окружности, по которой располагаются провода расщепленной фазы.
Радиус окружности
находим по формуле, м:
, (4.2)
где
– среднее расстояние между контактным проводом и несущим тросом, м.
Произведем расчет по формулам (4. 1) – (4. 2):
м.
м.
При расстоянии
= 1,6 м высота подвеса эквивалентного провода будет равна, м:
, (4.3)
где
– габарит контактного провода на перегоне.
Получаем по формуле (4.3), м:
.
Для определения
необходимо составить систему уравнений Максвелла, учитывая, что в точке М нет заряда [2]:
;
; (4.4)
;
где
– собственные и взаимные потенциальные коэффициенты;
,
–заряды первого и второго проводов на единицу длины.
Высота подвеса эквивалентных проводов обоих путей одинакова, поэтому
,
. Кроме того,
, поэтому первые два уравнения системы (4.4) предстанут в виде:
,
(4.5)
.
Решение этой системы дает выражение:
, (4.6)
Подставим значения
и
в третье уравнение системы (4.4) и получим:
, (4.7)
Выразим коэффициенты
через координаты точки
, с учетом рисунка 23.
,
(4.8)
.
Подставив значения
и
в формулу (4.7) получим:
. (4.9)
Вертикальная составляющая напряженности ЭП будет равна:
. (4.10)
Рассчитаем для заданных условий значения
и
.
, (4.11)
. (4.12)
,
.
Подставляя полученные значения в формулу (4.10), определяем соответствующие значения
. Результаты вычислений сводим в таблицу 4.2.
Таблица 4.2 – Результаты расчета вертикальной составляющей напряженности электрического поля
в зависимости от расстояния х
| Расстояние | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| Напряженность поля | 2,05 | 2,13 | 2,17 | 2,14 | 2,06 | 1,92 | 1,74 | 1,54 | 1,34 |
По полученным значениям можно сделать вывод о том, что работа человека с земли в течение восьмичасового рабочего дня вблизи контактной подвески безопасно, так как все рассчитанные значения напряженности электрического поля не превышают допустимого по [1] величину, равную
= 5 кВ.
Далее проведем расчет напряженности электрического поля от ВЛ СЦБ. На рассматриваемом участке эксплуатируется провод АС-50. Исходные данные выбираем из справочника [21].
Таблица 4.3 – Исходные данные для расчета напряженности электрического поля от ВЛ СЦБ
| Параметр | Значение |
| Напряжение линейное | 10 |
| Напряжение фазное | 5,77 |
| Расстояние между осями фаз | 8 |
| Радиус провода | 4,8 |
| Количество проводов в фазе | 1 |
| Радиус фазы | 0,23 |
| Габарит линии в середине пролета, м | 7,5 |
Эквивалентный радиус фазы определим по формуле (4.1):
м.
Потенциальные коэффициенты определяются по формулам:
, (4.13)
, (4.14)
, (4.15)
. (4.16)
Вертикальная составляющая напряженности электрического поля определяется по формуле:
. (4.17)
Произведем расчет по формулам (4.13) – (4.16):
,
,
,
.
Подставляя полученные значения в формулу (4.17), определяем соответствующие значения
. Результаты вычислений сводим в таблицу 4.4 и 4.5.
Таблица 4.4 – Напряженность электрического поля
в зависимости от расстояния х
| Расстояние | Напряженность поля |
| 0 | –0,481–j0,524 |
| 1 | –0,467–j0,538 |
| 2 | –0,45–j0,542 |
| 3 | –0,433–j0,541 |
| 4 | –0,419–j0,54 |
| 5 | –0,408–j0,541 |
| 6 | –0,398–j0,542 |
| 7 | –0,387–j0,538 |
| 8 | –0,371–j0,524 |
Таблица 4.5 – Результаты расчета модуля вертикальной составляющей напряженности электрического поля
в зависимости от расстояния х
| Расстояние | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| Напряженность поля | 0,711 | 0,712 | 0,704 | 0,693 | 0,683 | 0,678 | 0,672 | 0,663 | 0,642 |
По полученным значениям можно сделать вывод о том, что работа человека с земли в течение восьмичасового рабочего дня вблизи ВЛ СЦБ безопасно, так как все рассчитанные значения напряженности электрического поля не превышают допустимого по [1] величину, равную
= 5 кВ.
Далее определим напряженность электрического поля при работе на ВЛ СЦБ от контактной сети используя метод наложения. Для этого сложим результаты расчета напряженности электрического поля из таблиц 4.2 и 4.5. Полученные данные сведем в таблицу 4.6.
Таблица 4.6 – Результат вертикальной составляющей напряженности электрического поля при работе на ВЛ СЦБ от контактной сети
| Расстояние | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| Напряженность поля | 2,05 | 2,25 | 2,44 | 2,6 | 2,74 | 2,81 | 2,84 | 2,79 | 1,69 |
Представим результаты расчета в виде графика зависимости вертикальной составляющей напряженности электрического поля от расстояния на рисунке 24.
, кВ
, м
, м
, м
, кВ
, кВ
, м 














