Расстекание токов с заземлителей

Задание: Исследовать поле одиночного заземлителя заданной геометрии и оценить влияние этого поля на человека. Для этого построить зависимости распределения потенциала вдоль поверхности земли и плотности тока вдоль оси (оси вращения) при заданной глубине залегания в однородном и неоднородном грунте с заданными проводимостями верхнего и нижнего слоя. Рассчитать значение полного тока, стекающего с поверхности заземлителя. Найденное значение тока использовать для расчета сопротивления заземления.

Объект одиночный заземлитель (рис. 4.1 а, б, в, г):

а) дисковый;

б) шаровой;

в) кольцевой;

г) стержневой.

Тип задачи: Электрическое поле постоянного тока

Класс модели: Осесимметричная.

Расчетная модель задачи

Условие симметрии в данной задаче означает равенство нулю нормальной составляющей плотности тока . Модель следует расположить горизонтально, поскольку в пакете ELCUT осью симметрии может быть только горизонтальная ось.

Граничные условия:

Внешние границы расчетной модели должны быть расположены таким образом, чтобы имитировать бесконечное удаление (отсутствие изменение поля в нормальном направлении к границе).

Граничные условия:

поверхность заземлителя – заданный потенциал ;

бесконечно-удаленные границы – нулевой потенциал ;

ось симметрии нормальная составляющая плотности тока ;

поверхность земли .

Геометрия модели:

Рис. 4.2. Конструкции одиночных заземлителей в грунте: дисковый (а), шаровой (б), кольцевой (в), стержневой (г).

Исходные данные:

Вариант	Размеры, см	Удельное сопротивление грунта,	Рис. 4.2
				-	-					а
			-		-	-	-			б
		-	-	-		-	-			в
					-	-	-			г
				-	-					а
			-		-	-	-			б
		-	-	-		-	-			в
					-	-	-			г
				-	-					а
			-		-	-	-			б
		-	-	-		-	-			в
					-	-	-			г
				-	-					а
			-		-	-	-			б
		-	-	-		-	-			в
					-	-	-			г
				-	-					а
			-		-	-	-			б
		-	-	-		-	-			в
					-	-	-			г
				-	-					а
			-		-	-	-			б
		-	-	-		-	-			в
					-	-	-			г
				-	-					а
			-		-	-	-			б
		-	-	-		-	-			в
					-	-	-			г
				-	-					а
			-	-		-	-			б

Примечание. Рекомендуемый размер расчетной области модели для всех вариантов (рис. 4.2 а, б, в, г) - .

Приближенные значения удельных сопротивлений грунтов

( - верхний слой грунта, - нижний слой грунта)

Наименование грунта
Песок
Суглинок
Глина
Садовая земля
Торф