Распределение электромагнитных полей по поверхности протяженного заземлителя и в окружающем его грунте

Аннотация к заявке:

Целью настоящего проекта являются теоретические и экспериментальные исследования распределения потенциалов в грунте вокруг протяженных заземлителей при растекании больших импульсных токов в грунтах и изучение возникающих при этом искровых и дуговых плазменных каналов в грунтах. Нелинейные процессы возникают при достаточно большой напряженности электрического поля вокруг электрода, и существенно изменяет удельное сопротивление грунта при стекании тока с заземлителя. Автором проекта в ряде экспериментов на моделях заземлителей показано, что указанные явления могут существенно менять уровень защищенности основного оборудования и цифровых систем автоматики, что делает решение настоящей проблемы актуальной. Для решения поставленной задачи должны быть проведены экспериментальные исследования распределения потенциалов и растекания импульсных токов в грунтах на протяженных заземлителях в широком диапазоне амплитуд и длительностей приложенных импульсов в микросекундном диапазоне времен. Полученные экспериментальные данные могут быть использованы при создании методов расчета трехмерного нестационарного электромагнитного поля в грунте и расчетах входных сопротивлений заземляющих устройств.

Аннотация к отчету:

Проведены экспериментальные исследования процессов нелинейного растекания импульсных токов в грунтах на высоковольтном полигоне для протяженных электродов разной конфигурации. Для создания вокруг протяженных электродов электрического поля, напряженность которого превышает критические значения начала искрообразования в грунте, был создан мобильный генератор импульсных напряжений с максимальной амплитудой выходного напряжения 500 кВ. Опыты проводились на электродах разного сечения: провод диаметром 2,5 мм, стержень диаметром 12 мм, труба диаметром 42 мм, полоса шириной 50 мм и толщиной 4 мм. Длина электродов изменялась от 4 до 30 м. Экспериментально показано, что в плохопроводящих грунтах при превышении критической плотности импульсного тока, стекающего с электрода, образуются плазменные каналы, в результате чего динамическое сопротивление заземления резко падает. Обнаружено, что в грунтах в несимметричных системах электродов с острыми краями образование искровых каналов происходит практически на фронте импульса напряжения и носит ярко выраженный контрагированный характер. Получены картины распределения потенциалов в плохопроводящих грунтах вокруг протяженных электродов. Показано, что место ввода импульса в электрод существенно влияет на картины распределения потенциалов. На высоковольтном полигоне получены динамические сопротивления заземления для электродов больших размеров с различной конфигурацией и одинаковой площадью поверхности. Экспериментально показано, что геометрические размеры заземлителей оказывают большое влияние на величину динамического сопротивления заземлителей. На основе полученных экспериментальных данных разработана математическая модель импульсного сопротивления заземлителей с учетом искровых процессов в окружающем грунте. Результаты расчета по данной модели показывает хорошую корреляцию с экспериментальными данными, что позволяет утверждать, что предложенная модель развития искрообразования в увлажненном грунте при импульсном воздействии на заземлитель лучше соответствует реальным искровым процессам вокруг заземленного проводника по сравнению с ранее разработанными моделями.

• Конкурсы и программы РФФИ
• Поиск по проектам и заявкам
• Конкурсная документация
• Экспертные процедуры
• Финансирование проектов