Náhradní rezistance zemnicí elektrody, krokové napětí. Zemničem ve tvaru polokulové elektrody o poloměru a viz obrázek, vytéká proud I. Vodivost prostředí je γ. Vypočtěte a zobrazte: a) průběh elektrického potenciálu na povrchu země b) náhradní rezistanci zemniče R¥ c) hodnotu krokového napětí ve vzdálenosti b od osy zemniče, délku kroku uvažujte 1 m. Pro modelování vnější hranice použijte Dirichletovu podmínku.
Zemnicí elektroda
Numerický model
Hledaný potenciál nezávisí souřadnici válcových souřadnicích jedná 2D
úlohu rotační symetrií.
Definujeme konstanty
poloměr elektrody 0.
Materiál charakterizující vodivé prostředí popsán rezistivitou
Material Props, Material models, electromagnetics, Resistivity, Constant, zadat hodnotu 50,
zavřít okénko pro zadávání materiálových vlastností.2 kA, 0.
Options, Element behavior (K3) nastavit Axisymmetric.
Meshing
Mesh Attributes, Picked Areas, vybrat oblast nastavit Materiál Type Element PLANE230.FEKT Vysokého učení technického Brně
Náhradní rezistance zemnicí elektrody, krokové napětí
Zemničem tvaru polokulové elektrody o
poloměru viz obrázek, vytéká proud Vodivost
prostředí Vypočtěte zobrazte:
a) průběh elektrického potenciálu povrchu země
b) náhradní rezistanci zemniče R∞
c) hodnotu krokového napětí vzdálenosti osy
zemniče, délku kroku uvažujte m.2 vzdálenost proud kA.
Zadání geometrie modelovaného problému
Modeling
Create, Areas, Circle, dimensions, Rad1 Rad2 Theta1 270, Theta1 360,
Create, Areas, Circle, dimensions, Rad1 Rad2 Theta1 270, Theta1 360,
Operate, Booleans, Subtract, Areas, OK,
Operate, Booleans, Subtract, Areas, OK
Pro vytvoření sítě konečných prvků přiřadí ploše parametry materiál, typ prvku, hustota
sítě, požadavek nepravidelnou (free) síť.02 S/m.
Pro modelování vnější hranice použijte Dirichletovu
podmínku. Provede volba prvků pro úlohu, nastaví hustota sítě.
a 0.
Obr. Zadáme základní geometrii problému, okrajové podmínky,
resistivitu. Vygeneruje síť
konečných prvků, zvolí odpovídající typ analýzy sestaví soustava rovnic, jejímž řešením
dostaneme hledané rozložení potenciálu φ(r, z).
V okolí elektrody požadována jemnější síť.
Preprocesor
Vhodný element pro modelování pole ustálených proudů vodivém prostředí je
PLANE230, nastavení
Element Type
Add, Library Element Types zvolit Elec. Vybereme uzly této elektrody
Select, Entities, Lines vybrat elektrodu,
I
a
b
γ
R∞
. Conduction nabídky vybereme Quad 230
