Порядок выполнения задания

2.1. Рассчитать положение (высоту h) эквивалентной электрической оси, на которую помещается весь заряд провода. Это положение отличается от геометрического центра провода (высота подвеса Н) и рассчитывается по формуле .

2.2. Задать координаты х, у точки, в которой будет рассчитываться напряженность электрического поля. Например, х:=0, у:=1.7, что соответствует координатам головы человека, стоящего под проводом.

2.3. Вычислить напряженности поля по формулам

, (2.5)

, (2.6)

где расстояния а₁, а₂ и углы b₁, b₂ показаны на рис.2.1.

Рекомендуется следующий порядок вычислений Е_х и Е_у:

а) определить по теореме Пифагора расстояния а₁, а₂:

и ; (2.7)

б) определить коэффициент пропорциональности

;

в) поскольку синусы и косинусы, входящие в (2.5) и (2.6) определяются:

, , , , (2.8)

подставляя (2.8) в (2.5) и (2.6) получаем расчетные формулы

, (2.9)

(2.10)

Суммарная напряженность вычисляется по теореме Пифагора

(2.11)

2.4. Построение графиков.

При расчетах графиков уравнения (2.7) – (2.11) следует переписать в виде функций от координаты х.:

, ;

,

При построении графиков по оси Y откладывать соответствующие напряженности Ex(x), Ey(x), E(x). По оси Х графиков диапазон изменения х установить в пределах от 0 до 50 м.

Задание 3.

Рассчитать напряжение на каждом из изоляторов подвесной гирлянды воздушной линии электропередачи. Построить график зависимости напряжения от номера изолятора в гирлянде. Предложить мероприятия по выравниванию напряжения на изоляторах.

Схема замещения подвесной гирлянды с учетом ёмкостей «на землю» и «на провод ВЛ» представлена на рис.2.2.

На рис.2.2. приняты следующие обозначения: С₀ – ёмкость одного изолятора гирлянды; С_з – «ёмкость на землю» (на заземлённую траверсу и опору), т.е. ёмкость, образующаяся между шапкой (с пестиком) изолятора и металлом траверсы (с опорой); С_п – «ёмкость на провод ВЛ», т.е. ёмкость, образованная между шапкой (с пестиком) изолятора и металлом провода ВЛ; U_ф.А – амплитудное значение фазного напряжения; x – расстояние от траверсы (точки подвеса) до какого-либо изолятора; dU(x) – падение напряжения на изоляторе, отстоящим от точки подвеса на расстоянии х.

При большом числе изоляторов n можно считать х непрерывно изменяющимся от 0 (в точке подвеса) до L – строительной длины гирлянды.

Можно ввести следующие обозначения:

коэффициент , где ;

; ; , (2.12)

напряжение в точке х можно вычислить

, (2.13)

отклонение от равномерного распределения по длине гирлянды определится как

. (2.14)

Выражения в (2.13) и (2.14) приведены в относительных (к U_ф.А) единицах, поэтому для получения абсолютных значений напряжений из следует умножить на U_ф.А.