Заанодном пространстве

Требования к защитному заземлению. Защитное заземление (зануление) электроустановок следует применять во всех случаях при напряжении 380 В и выше в сетях переменного тока и 440 В и выше — в сетях постоянного тока. В помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках при напряжении выше 42 В, но ниже 380 В переменного тока и выше 110 В, но ниже 440 В постоянного тока. Во взрывоопасных зонах— при любом напряжении. Заземлению (занулению) подлежат: корпусы электрических машин, аппаратов, трансформаторов, светильников, приводы электрических аппаратов, вторичные обмотки сварочных и измерительных трансформаторов, каркасы распределительных щитов и шкафов, оболочка и броня кабелей, металлические трубы электропроводок, корпусы передвижных и переносных электроприемников и другие металлические конструкции, на которых установлено электрооборудование.

Здания молниезащиты II категории от электростатической индукции защищают присоединением всего оборудования и аппаратов к защитному заземлению электрооборудования. От электромагнитной индукции защита зданий II категории выполняется в виде устройства металл ических перемычек через каждые 25—30 м между трубопроводами и другими протяженными конструкциями, расположенными друг от друга на расстоянии 10 см и менее. От заноса высоких потенциалов в здания II категории для защиты подземных конструкций при вводе их присоединяют к любому заземлителю. Наземные металлические коммуникации на вводе в здания присоединяют к заземлителю с величиной ги^Ю Ом или к заземлителю от прямых ударов молнии; на ближайшей к зданию опоре — к заземлителю с /"и=^10 Ом. Ввод в здания молниезащиты II категории электрических сетей, сетей телефона, радио, сигнализации выполняют только кабелем. В месте перехода воздушной линии в кабель, металлическую броню и оболочку кабеля, а также штыри изоляторов присоединяют к заземлителю с величиной ги^10 Ом, а на ближайшей опоре с ги^20 Ом. Между каждой жилой кабеля и заземленными элементами устанавливают вентильные разрядники или устраивают искровые промежутки в 2—3 мм.

Защитное заземление необходимо для обеспечения безопасности персонала при обслуживании электроустановки. К защитному заземлению относятся заземления внешних металлических частей электрических машин, трансформаторов, аппаратов, токопроводов, в нормальном режиме не находящихся под напряжением. В процессе эксплуатации к этим частям могут прикасаться люди, хотя при пробое изоляции на них может появиться напряжение. К защитному заземлению относится также заземление в одной точке вторичных цепей трансформаторов тока и напряжения

Грозозащитное заземление необходимо для обеспечения эффективной грозозащиты от перенапряжений электроустановок. К грозозащитному заземлению относятся заземления стержневых и тросовых молниеотводов, металлических крыш зданий и сооружений, металлических и железобетонных опор линий электропередачи и порталов распределительных устройств, заземления искровых промежутков и разрядников.

На станциях и подстанциях выполняются заземления: защитное, рабочее и грозозащиты. Требования, предъявляемые Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) к защитному заземлению электроустановки, зависят от режима сети, в которой она работает. В сети с заземленной нейтралью ток однофазного к. з. достигает десятков килоампер с длительностью протекания, определяемой временем срабатывания основной релейной защиты (^^0,15 с). В сети с изолированной нейтралью он изменяется от единиц до десятков ампер, но может протекать длительное время. В соответствии с различными значениями тока и его длительности к сопротивлению защитного заземления предъявляются различные требования, В любое время года это сопротивление должно быть

Для рабочих и защитных заземлений установок всех напряже-ний используется общий заземлитель. Требования к защитному заземлению в большинстве случаев перекрывают требования к рабочему заземлению (сопротивление заземления должно быть много меньше сопротивления нулевой последовательности).

Защитное заземление необходимо для обеспечения безопасности персонала при обслуживании электроустановки. К защитному заземлению относятся заземления внешних металлических частей электрических машин, трансформаторов, электрических аппаратов и токопроводов, в нормальном режиме не находящихся под напряжением. При эксплуатации к этим частям могут прикасаться люди, несмотря на то, что при возможном пробое изоляции на них может появиться напряжение. К защитному заземлению относится также заземление в одной точке вторичных цепей трансформаторов тока и напряжения.

Грозозащитное заземление необходимо для обеспечения эффективной защиты электроустановок от грозо&ых перенапряжений. К грозозащитному заземлению относятся заземления стержневых и тросовых молниеотводов, металлических крыш зданий и сооружений, металлических и железобетонных опор электрических линий и порталов распределительных устройств, заземления искровых промежутков и разрядников.

На ГЭУ защитному заземлению подлежат корпуса турбин, насосов, электрических машин, трансформаторов, всего вспомогательного оборудования, имеющего электрические

Для защиты от заноса высоких потенциалов по подземным металлическим коммуникациям (трубопроводы, кабели, в том числе расположенные в каналах и туннелях) необходимо при вводе в сооружение присоединить их к заземлителям защиты от электростатической индукции или к защитному заземлению электрооборудования.

Для защиты от электростатической индукции все металлические корпуса оборудования и аппаратов и металлические конструкции здания присоединяют к защитному заземлению электро-

В формулах (2.98) и (2.99) Ei — напряженность поля вблизи анодного отверстия со стороны катода, Е2 — напряженность поля в заанодном пространстве. Если пучок вводится в эквипотенциальное пространство, то Е2 = 0. Напряженность Ei определяется дифференцирование функции распределения потенциала на оси или в средней плоскости пучка по длине пучка. Поскольку в рассмотренных системах распределение потенциала на оси осесиммет-ричных пучков и в средней плоскости ленточного пучка совпадает с распределением потенциала на границе пучка, для нахождения значения Е\ используются выражения для граничного потенциала.

Знак «минус» указывает на рассеивающий тип линзы, причем щелевая линза, дефокусирующая ленточный пучок, вдвое сильнее осесимметричной линзы. Наличие анодной линзы приводит к расширению пучка в заанодном пространстве: пучок, оформленный в пространстве между катодом и анодом в виде цилиндра или параллелепипеда с границами, параллельными оси 0Z, по выходе из анодного отверстия становится расходящимся. Определим угол ^а, который образуют с осью (средней плоскостью) граничные траектории пучков в заанодном пространстве ( 2.26).

В эквипотенциальном заанодном пространстве пучок будет расширяться за счет действия пространственного заряда; контур пуч-

Расчет контуров осесимметричных и ленточных сходящихся пучков в заанодном пространстве с учетом действия пространственного заряда может быть произведен по формулам (2.24) и (2.40) при подстановке r0/ = tgYa и «/o'=tgYa, где уа определяется формулами (2.102) и (2.103) для осесимметричного и ленточного пучков соответственно.

ускорения, тем меньше амплитуда пульсаций границы пучка. Для получения приблизительно гладкого пучка в заанодном пространстве необходимо достаточно точное выполнение начальных условий. Образующаяся вблизи анодного отверстия рассеивающая линза приводит к появлению у крайних электронов пучка заметных радиальных ускорений (в сторону от оси пучка, см. § 2.4). При использовании пушки, формирующей цилиндрический пучок, для компенсации этих ускорений требуется увеличение магнитной индукции ограничивающей системы, но и в этом случае амплитуды пульсаций будут большими. Если же пушка формирует сходящийся пучок, то действие анодной линзы приводит к уменьшению приобретенных в поле пушки радиальных ускорений, направленных в сторону оси. Соответствующим подбором формы анодного электрода можно получить по выходе из анодного отверстия практически параллельный поток, т. е. свести к минимуму радиальные ускорения электронов, а следовательно, и амплитуду пульсаций границы пучка в заанодном пространстве. И, наконец, в пушках со сходящимся пучком бомбардировке положительными ионами, образующимися вблизи анодного отверстия, подвергается лишь небольшая центральная часть поверхности катода, что также уменьшает преждевременный износ катода.

трическое поле, создаваемое системой электродов (катодом, при-катодным электродом и анодом) с заданными формой и потенциалами. Совершенно очевидно, что в заанодном пространстве пучок будет расширяться за счет расталкивающего действия пространственного заряда. Для ограничения расширения пучка в заанодном пространстве в большинстве практических случаев используется продольное магнитное поле. Минимальное значение магнитной индукции ограничивающего поля получается в случае бриллюэновского потока (см. § 2.5). Создание бриллюэновского потока требует идеального экранирования области пушки от магнитного поля и

условии ввода пучка в магнитное поле (равенство радиуса пучка равновесному бриллюэновскому значению и отсутствие радиальных составляющих скоростей электронов). Ввиду наличия тепловых скоростей у электронов, испускаемых термокатодом, аберраций линзы вблизи отверстия анодного электрода и ряда других факторов (наличие положительных ионов, вторичных электронов, «провисание» магнитного поля в области пушки и др.) строго выполнить начальные условия ввода пучка в магнитное поле практически не удается. Этим объясняется тот факт, что равновесный бриллюэновский поток до настоящего времени экспериментально не был получен. Для ограничения потока — получения пучка со сравнительно малыми пульсациями границы — практически приходится использовать магнитные поля с величиной индукции, в 1,5—2 раза превышающей бриллю-эновское значение. Расчеты и экспериментальная проверка показывают, что пушки, экранированные от ограничивающего магнитного поля, обеспечивают получение достаточно стабильных (слабо пульсирующих) электронных потоков с микропервеансом в несколько мка/в'/г при наличии в заанодном пространстве магнитного поля с величиной индукции, большей бриллюэновского значения.

Анализ уравнения (4.3) показывает, что равновесный поток в однородном продольном магнитном поле в заанодном пространстве может быть получен при вполне определенном соотношении параметров магнитного поля а, пространственного заряда р и катодных условий k. В самом деле, стабильный непульсирующий пучок

проходящий через катод, должен составлять 86% от магнитного потока в пролетном (заанодном) пространстве.

Как видно из рисунка, формирующая система пушки является свернутой в кольцо системой Пирса для формирования прямолинейного потока. Эмигрирующая поверхность катода имеет форму плоского кольца; к катодному кольцу с обеих сторон примыкают внешний и внутренний фокусирующие электроды конической формы; анод имеет кольцевую щель. Для предотвращений расплыва-ния пучка в заанодном пространстве используется однородное продольное магнитное поле, частично проникающее в область пушки. Это поле частично компенсирует рассеивающее действие кольцевой линзы, образующейся в отверстии анода. Расчет пушки приближенно можно вести по формулам для ленточного пучка (см. § 2.4). Расчет будет тем точнее, чем меньше толщина (разность внешнего и внутреннего радиусов) пучка по сравнению с его средним радиусом. Недостатком пушек этого типа является отсутствие компрессии, что не позволяет получить плотность тока в пучке больше удельной эмиссии катода.

В случае применения таких пушек следует иметь в виду, что в заанодном пространстве из-за влияния рассеивающей анодной линзы, приводящей к нарушению гомоцентричности потока, сформированный пушкой трубчатый конический пучок превращается в сплошной. Поэтому такие пушки не получили широкого распространения.