Cng-cylinders.ru

Строительный журнал
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Коэффициент экранирования для кирпича

Электромагнитное экранирование

Электромагнитное экранирование – способ снижения интенсивности электромагнитных волн до заданного уровня с помощью специального материалов, оборудования и технологических решений. Снижение интенсивности поля необходимо для защиты людей или техники от влияния электромагнитного излучения либо для предотвращения нежелательной утечки информации, которая может переноситься электромагнитным излучением.

Экранирование обеспечивается созданием специальных экранов, от которых излучение может отражаться, в которых оно может поглощаться или рассеиваться, либо комбинацией этих способов. Экраны образуют замкнутые объемы, которые охватывают или объект защиты от излучения, либо объект, излучение от которого должно быть подавлено. Кроме того, необходимы специальные решения для ввода в электромагнитный экран или вывода наружу различных линий инженерных или информационных коммуникаций.

Физика экранирования

В электроэнергетике используются частоты 50 или 60 Гц. Гармоники от них можно принимать во внимание в диапазоне примерно до 1,5 кГц, если речь идет о воздействии на силовое оборудование (о средствах связи будет сказано отдельно). Спектр молнии очень широкий, помехи для радиосвязи наблюдаются вплоть до частоты 30 МГц. Тем не менее, пик спектра удара молнии находится в районе 500 Гц.

На низких частотах пригодна модель, предложенная еще Фарадеем. Внешнее электрическое поле вызывает поляризацию в толще экрана. В результате на поверхности внутри экрана находятся электрические заряды, противоположные по знаку зарядам на внешней поверхности. В итоге поле от этих зарядов компенсирует внешнее электрическое поле.

Экранирование от магнитного поля низкой частоты обусловлено тем, что, при коэффициенте магнитной проницаемости материала экрана много большим 1 и достаточной толщине конструкции силовые линии магнитного поля проходят по экрану, не попадая в пространство, заключенное внутри него.

Совсем не обязательно, чтобы экран был выполнен из сплошного листа без отверстий. В экране могут быть отверстия. Мало того, он может представлять собой клетку из электропроводящего материала. Такой вариант экрана называется «клетка Фарадея». Но при этом должно соблюдаться условие: линейные размеры отверстий или шаг между прутьями сетки по линейным размерам меньше (в идеале — много меньше) длины волны излучения, от которого производится экранирование. Также важен хороший электрический контакт (в идеале — сварка) между прутьями клетки.

Согласно ГОСТ Р 51317.1.2-2007 (МЭК 61000-1-2:2001) «Совместимость технических средств электромагнитная. Методология обеспечения функциональной безопасности технических средств в отношении электромагнитных помех» под низкими частотами применительно к экранированию подразумеваются частоты ниже 9 кГц.

На частотах выше 9 кГц при рассмотрении явления экранирования используется иная модель. Если предельно упростить процессы для облегчения понимания, то экран на высоких частотах работает следующим образом. Под действием внешнего излучения в экране возникают вихревые токи. Эти токи создают электромагнитное поле, компенсирующее внешнее воздействие.

Сечение экранированного силового кабеля для прокладки под землей в траншее

Экранирование кабелей применяется в следующих основных случаях:

  • Кабели на напряжение свыше 2 кВ, проложенные в земле или в воде, а также проходящие в непосредственной близости от металлических конструкций. Наличие экрана предотвращает возникновение коронных разрядов между токопроводящими жилами и почвой (водой, металлическими конструкциями). Такие разряды приводят к разрушению изоляции кабеля.
  • Рядом с силовым кабелем проходят сигнальные кабели, чувствительные к наводкам. Это требование закреплено в ПУЭ-7, п. 3.4.11
  • Кабели, соединяющие частотно-регулируемый привод с мотором. Это связано с тем, что энергия по такому кабелю передается на частотах порядка десятков кГц.

Силовые кабели, прокладываемые в земле и в воде, также часто имеют металлическую броню. Эта броня предназначена для механической защиты кабеля, тем не менее, она обладает экранирующими свойствами. Согласно ПУЭ-7, п. 3.4.11, наличие брони или металлической оболочки обязательно для кабеля, соединяющего вторичную обмотку трансформатора на напряжение 110 кВ и выше, со щитом.

Расчёт на внецентренное сжатие простенка из керамического кирпича по нелинейной деформационной модели

Исходные данные

Материал – кирпич керамический на ц.п. растворе. Марка кирпича М125, марка раствора М100. Расчётное сопротивление кладки сжатию R=20.3943 кгс/см 2 , Rt=0.815773 кгс/см 2 , Ru=2*R=2*20.3943=40.7886 кгс/см 2 , Rtu=2*Rt=2*0.815773=1.631546 кгс/см 2 . Размеры простенка b=100 см, h=38 см. Высота простенка l=290 см. По результатам определения внутренних усилий в сечении простенка возникают следующие усилия: N=16.057 т, изгибающие моменты Мх=0.314 т*м, Му=0 т*м, поперечные силы, Qx=0 т, Qy=0.18 т; Изгибающий момент действует в направлении стороны h.

Определение деформационных характеристик кладки

Модуль деформации неармированной кладки при сжатии E=α*Ru=1000*40.7886=40788.6 кгс/см 2 .

Относительные деформации кладки при сжатии ε=R/E=20.3943/40788.6=0.0005

Относительные деформации для нелинейных расчётов

Определение предельных деформаций при сжатии

Модуль деформации неармированной кладки при растяжении Et=α*Rtu=1000*1.631546=1631.546 кгс/см 2 .

Читать еще:  Нет кирпича над козырьком

Относительные деформации кладки при растяжении εt=R/E=0.815773/1631.546=0.0005

Относительные деформации для нелинейных расчётов

Определение предельных деформаций при растяжении

Расчёт на внецентренное сжатие в плоскости изгиба

По п.7.7 Расчет внецентренно сжатых неармированных элементов каменных конструкций следует производить по формуле

A=b*h=3800 см 2 — площадь поперечного сечения простенка;

e0x=Mx/N=0.314/16.057=1.955533 см — эксцентриситет расчётной силы N относительно центра тяжести сечения;

ev=0 см — случайный эксцентриситет продольной силы, для несущих стен толщиной 25 см и более не учитывается.

Высота сжатой части сечения hcx=Ac/b=38 см;

Радиус инерции сжатой части сечения icx=0.289*hcx=0.289*38=10.982 см, λcx=l/icx=290/10.982=26.407, φcx=0.92910

αn
1000
λn210.96
λi26.4070.92910
λn+1280.92

Коэффициент продольного изгиба: φ1x=(φxcx)/2=(0.92910+0.92910)/2=0.9291

Коэффициент ω=1+(ex+ev)/h=1+(1.955533+0)/38=1.051461 — для кладки из керамического кирпича

Подставляя данные в формулу прочности простенка, получаем:

Экранирующее действие рельсов и оболочки кабелей

РубрикаФизика и энергетика
Видреферат
Языкрусский
Дата добавления06.02.2009
Размер файла53,7 K
  • посмотреть текст работы
  • скачать работу можно здесь
  • полная информация о работе
  • весь список подобных работ

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Федеральное агентство железнодорожного транспорта РФ

Иркутский государственный университет путей сообщения

Кафедра: «Электроснабжение железнодорожного транспорта»

Дисциплина: «Электромагнитная совместимость устройств электрифицированных железных дорог»

«Экранирующее действие рельсов и оболочки кабелей»

студент группы ЭНС-04-1

1. Экранирующее действие рельсов

2. Экранирующее действие оболочки кабеля

Нельзя в вопросе влияния тяговой сети на внешние проводники ограничиваться только влиянием контактной сети, т.к. тяговая сеть составлена еще и рельсами, через которые ток протекает в обратном направлении, уменьшая магнитное влияние тяговой сети. Однако не только рельсы уменьшают магнитное влияние; подобным эффектом экранирующего действия обладают любые протяженные заземленные проводники вблизи железной дороги, включая вторые провода двухпроводных линий, металлические покровы и жилы кабелей, металлические трубопроводы и т.п.

Для упрощения картины рассмотрим только электрически короткие провода. Поскольку снижение общего магнитного поля за счет экранирующего действия проводников будет только при протекании тока в экранирующих проводниках, предположим далее хорошее заземление этих проводников по концам. Это условие равнозначно и распределенному заземлению, как у рельсов, поскольку при заземлении провода по концам, напряжение провода относительно земли во всех точках нулевое (или очень малое), так что заземление провода в любой его точке не изменит электрический режим проводника.

Как и ранее, будем считать, что обратное влияние смежного провода на контактную сеть и на экранирующий проводник отсутствует; предположим, что подобной безответностью обладает и экранирующий проводник по отношению к контактной сети. Будем рассматривать тонкие прямолинейные провода. Длины экранирующих проводников пусть будут не менее длины смежных подверженных влиянию проводов.

При такой постановке задачи экранирующий проводник ничем не отличается от смежного провода: на нем за счет магнитного влияния наводится ЭДС , вектор которого отстает от влияющего тока Iк на угол 90 о . Эта ЭДС создает в проводнике ток Iэ, отстающий от ЭДС на угол , несколько меньший 90 о , поскольку сопротивление проводника имеет активно-индуктивный характер (рис. 1). Величина тока равна

где Z=R+jщL — сопротивление 1 км экранирующего проводника, Zкэ= jщMкэ — сопротивление взаимоиндуктивной связи между контактной сетью и экранирующим проводником. Этот ток вполне можно рассматривать как влияющий ток, он наводит в смежном проводе ЭДС, величина которой определяется так же, как и для контактной сети:

где Zэс =jщMэс — взаимоиндуктивное сопротивление между экранирующим проводником и смежным проводом на 1 км длины смежного провода. Суммарная ЭДС Es, как это видно из векторной диаграммы рис. 1, существенно меньше ЭДС без экранирующего проводника из-за почти 180-градусного сдвига фаз между двумя наводимыми ЭДС.

Количественной характеристикой экранирующего действия служит коэффициент экранирования, равный отношению суммарной ЭДС к ЭДС, наведенной током контактной сети (то есть к ЭДС без учета экранирования) s =Es/E. Его можно определить на основании соотношений , обозначив Z =jщM:

Коэффициент экранирования по модулю лежит между нулем и единицей, и чем он меньше, тем лучше экранирование. Последнее случается, как это видно из формулы, когда больше влияние экранирующего проводника на смежный провод, больше влияние контактной сети на экранирующий проводник и когда меньше собственное сопротивление экранирующего проводника и влияние контактной сети на смежный провод.

Читать еще:  Кто имеет право въезжать под кирпич

1. Экранирующее действие рельсов

Ток электровоза обычно стекает с рельсов в землю на сравнительно небольшом расстоянии от электровоза — не более километра. Это позволяет говорить о том, что в рельсах протекает только индуктированный со стороны контактной сети ток, то есть рельсы можно рассматривать в качестве экранирующего проводника. Соответствующая картинка в поперечном сечении показана на рис. 2. Направления токов Iк и Iр — от наблюдателя (в одну сторону). По аналогии с вышеприведённой формулой суммарная ЭДС равна

поскольку значения сопротивлений Z и Zрс близки друг к другу (когда ширина сближения существенно больше высоты смежного провода над землей и высоты эквивалентного контактного провода), то формула упрощается:

откуда коэффициент экранирования рельсов определится формулой:

где Zкр = jщMкр — сопротивление взаимоиндуктивной связи 1 км рельсов с контактной сетью, Z=R+jщL — сопротивление 1 км цепи рельсы-земля. Активное сопротивление рельсов сравнительно большое, а Mкр меньше L, поэтому большого экранирующего эффекта рельсы не дают. При удельной проводимости земли от 0.001 См/м до 0.1 См/м значение sр составляет 0.45. 0.6 для однопутных участков и 0.4. 0.55 для двухпутных, и только при ширине сближения менее 10 м из-за несимметрии рельсов и контактной сети относительно смежной линии экранирующее действие рельсов усиливается, значение sр снижается до 0.35. 0.1 при проводимости земли 0.04 См/м.

В итоге формула для расчета ЭДС магнитного влияния должна быть дополнена коэффициентом экранирования рельсов:

Можно рассматривать в качестве провода, находящегося в зоне влияния, обесточенную контактную сеть второго пути двухпутного участка, если по первому пути пропускаются поезда. Правила безопасности требуют навешивания двух заземляющих штанг с обеих сторон от места производства работ со снятием напряжения и заземлением на контактной сети. Если навесить только одну штангу, то электрического влияния практически не будет, но вот за счет магнитного влияния на удалении l от заземляющей штанги в соответствии с формулой будет наводиться напряжение Uм=щMIкlsр, или в пересчете на 1 кА тока и на 1 км длины , что составит примерно 150 В/(кА*км) — 150 вольт на 1 килоампер тока на каждый километр расстояния от заземляющей штанги. По правилам безопасности расстояние между двумя заземляющими штангами не должно превышать 200 м, при этом в случае возможного плохого контакта одной из штанг наведенное напряжение магнитного влияния в месте установки штанги с плохим заземлением сравнительно невысокое.

2. Экранирующее действие оболочки кабеля

Если в качестве отправной точки взять однопроводную линию, то кабель коренным образом отличается от нее наличием проводящей оболочки — то ли защитной оболочки и брони, то ли специальной экранирующей оболочки. В простейшем варианте кабель имеет одну жилу и коаксиальный экран, как это показано на рис. 3а в поперечном сечении. Для такой конструкции справедливо выражение для коэффициента экранирования:

где индекс «э» заменен на «об» — оболочка, индекс «с» (смежный провод) — на «ж» (жила), а Z означает сопротивление взаимной индукции между контактной сетью и жилой. Жила и оболочка кабеля находятся практически на одной линии, то есть Zк-об=Z. Кроме того, Lo-об=Mоб-ж, поскольку собственная индуктивность оболочки (без внутренней индуктивности) определяется магнитным потоком в контуре, помеченном на рис. 3б пунктирными линиями, при токе в оболочке 1 А, а взаимная индуктивность между оболочкой и жилой определяется магнитным потоком, создаваемым током оболочки 1 А в контуре жилы, помеченном точечными линиями. Эти два контура практически совпадают, поэтому

так что коэффициент экранирования кабеля (называемый еще коэффициентом защитного действия) определяется активным сопротивлением его оболочки:

К сожалению, для кабеля в земле принятое при выводе формулы предположение об электрически коротком экранирующем проводнике уже неприемлемо, поскольку длина волны электромагнитного поля в земле как в проводнике много меньше, чем длина волны поля в воздухе. Кроме того, сопротивления заземления оболочки кабеля по концам реально не равны нулю. Поэтому коэффициент экранирования, определяемый формулой, называют идеальным коэффициентом экранирования. Реальный коэффициент экранирования для кабелей с ферромагнитными покровами зависит и от величины наводимой в нем ЭДС магнитного влияния из-за зависимости магнитной проницаемости оболочки от величины тока в ней. С ростом ЭДС магнитная проницаемость сначала увеличивается со снижением коэффициента экранирования, а затем, при насыщении ферромагнетика, падает с увеличением sоб и ухудшением экранирования. «Правила защиты. » содержат информацию по определению реальных коэффициентов экранирования разных типов кабелей в зависимости от величины продольной ЭДС на оболочке на 1 км ее длины.

Читать еще:  Можно ли распилить кирпич болгаркой

Кроме оболочки кабеля, в многожильном кабеле экранирующим действием обладают и соседние жилы, у которых обычно sж0.9. 0.95, то есть действие жил сравнительно мало.

Результирующая ЭДС в жиле кабеля будет определяться выражением

Рельсы, оболочки кабелей и другие проводящие заземленные объекты снижают напряжение магнитного влияния. Учет экранирующего действия подобных объектов производится введением коэффициента экранирования, показывающего остающуюся долю наводимого напряжения из-за экранирования.

1. Правила защиты устройств проводной связи и проводного вещания от влияния тяговой сети электрифицированных железных дорог переменного тока. — М.: Транспорт, 1989. — 134 с.

2. Правила защиты устройств проводной связи от влияния тяговой сети электрических железных дорог постоянного тока. — М.: Транспорт, 1977. — 44 с.

3. Марквардт К.Г. Электроснабжение электрифицированных железных дорог. — М.: Транспорт, 1982. — 528 с.

4. Виноградов В.В., Кузьмин В.И., Гончаров А.Я. Линии автоматики, телемеханики и связи на железнодорожном транспорте. — М.: Транспорт, 1990. — 231 с.

Подобные документы

Схема выпрямителя с фильтром. Расчетная мощность, напряжение вторичной обмотки и коэффициент трансформации трансформатора. Параметры сглаживающего фильтра. Мощность и коэффициент трансформации трансформатора. Коэффициент пульсаций напряжения на нагрузке.

курсовая работа [644,6 K], добавлен 12.03.2012

Общие требования и правила при сооружении кабельных линий электропередачи. Монтаж стопорных и стопорно-переходных муфт. Оконцевание кабелей в наружных электроустановках. Особенности монтажа заделок и муфт при использовании алюминиевой оболочки кабеля.

презентация [4,9 M], добавлен 16.04.2012

Обзор достижений в кабельной технике и конструкций силовых кабелей. Расчёт конструктивных элементов кабеля: токопроводящей жилы, изоляции; электрических и тепловых параметров кабеля. Зависимость тока короткого замыкания от времени срабатывания защиты.

курсовая работа [1,3 M], добавлен 04.06.2009

Классификация силовых кабелей. Конструкция жил силовых кабелей. Маркировка силовых кабелей. Прокладка кабельных линий на эстакадах. Рекомендуемые способы применения маслонаполненных кабелей. Электрический расчет маслонаполненного кабеля низкого давления.

курсовая работа [1,8 M], добавлен 13.06.2012

Определение геометрических характеристик устройства. Гидравлические параметры ячейки. Энтальпия теплоносителя по высоте канала. Коэффициент теплоотдачи и температура. Температурный перепад между наружной поверхностью оболочки ТВЭЛа и теплоносителем.

курсовая работа [1,0 M], добавлен 12.02.2014

Характеристика марки радиочастотного кабеля. Разработка модели и расчет нагрузки отрезка радиочастотного кабеля. Описание распределения действующих значений напряжений и тока вдоль нагруженного отрезка кабеля. Расчет составляющих комплексного напряжения.

курсовая работа [803,8 K], добавлен 30.08.2012

Физическая сущность понятий: «пространство–время», «коэффициент пропорциональности». Уточнение закона всемирного тяготения. Масса ядра и материальной оболочки Земли. Луна – «нарушитель» правил орбитального движения. Параметры орбиты нашей Галактики.

научная работа [32,5 K], добавлен 06.12.2007

Описание

В водорода , или любой другой атом в группе 1А из периодической таблицы (те , только с одним валентным электроном ), сила , действующая на электрон является столь же большим , как электромагнитного притяжения от ядра атома. Однако, когда больше электронов участвуют, каждый электрон (в п — е — оболочка ) испытывает не только электромагнитное притяжение от положительного ядра, но и силы отталкивания от других электронов в оболочках от 1 до п . Это приводит к тому, что результирующая сила, действующая на электроны во внешних оболочках, становится значительно меньшей по величине; следовательно, эти электроны не так сильно связаны с ядром, как электроны, расположенные ближе к ядру. Это явление часто называют эффектом орбитального проникновения. Теория экранирования также помогает объяснить, почему электроны валентной оболочки легче удаляются из атома.

Кроме того, существует также эффект экранирования, возникающий между подуровнями одного и того же основного энергетического уровня. Электрон на s-подуровне способен экранировать электроны на p-подуровне того же основного энергетического уровня. Это из-за сферической формы s-орбитали. Однако обратное неверно; электроны с p-орбитали не могут экранировать электроны на s-орбитали.

Величину экранирующего эффекта трудно точно рассчитать из-за эффектов квантовой механики . В качестве приближения мы можем оценить эффективный заряд ядра на каждом электроне следующим образом:

Z е ж ж знак равно Z — σ < Displaystyle Z _ < mathrm > = Z- sigma ,>

Где Z — число протонов в ядре, а — среднее число электронов между ядром и рассматриваемым электроном. можно найти с помощью квантовой химии и уравнения Шредингера или с помощью эмпирических формул Слейтера . σ < Displaystyle sigma ,> σ < Displaystyle sigma ,>

В спектроскопии резерфордовского обратного рассеяния поправка, обусловленная экранированием электронов, изменяет кулоновское отталкивание между налетающим ионом и ядром мишени на больших расстояниях. Это эффект отталкивания, вызванный внутренним электроном на внешний электрон.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector