Труды КНЦ вып.5 (ЭНЕРГЕТИКА вып.3 2/2011(5))

Моделирование процессов ионизации в грунте. Простейшей является модель с постоянной напряженностью электрического поля Е о на эквивалентной поверхности электрода с радиусом, равным радиусу зоны ионизации r в грунте. В общем случае Eo - ^ S f d T y (1) где S(r) - площадь поверхности зоны ионизации; Е о - пробивная напряженность электрического поля грунта (критическая, напряженность ионизации); I d - ток, стекающий с заземлителя в землю; р 0 - удельное сопротивление неионизированного грунта. В этой модели предполагается, что удельное сопротивление в зоне ионизации бесконечно мало и принимается равным 0. Из выражения (1) определяется радиус зоны ионизации. Так, для горизонтальных и вертикальных заземлителей он вычисляется по формуле: r _ Po^d , (2) 2%lE0 К ’ где l - длина заземлителя. На конце вертикального заземлителя необходимо увеличить зону ионизации за счет полусферической области, возникающей на конце заземлителя: 1 ( \ ------ Г 2 - 1+ ll2 +2P° Id- V %E 0 (3) Для полусферического заземлителя получим следующее выражение: r _ PoId . (4) V2% E0 ( ) o Сопротивление заземлителя определяется только для зоны неионизированного грунта. Для полусферы радиусом r на границе раздела земля-воздух относительно бесконечно удаленной границы сопротивление заземлителя R 3 вычисляется по формуле: R , _ - P - (5) 2% r Расчеты проводились с помощью программы ATP-EMTP с параметрами импульсного источника, соответствующими параметрам экспериментальной установки (рис.14). Напряженность Е 0 является неопределенным параметром модели. По разным источникам, эта величина для различных грунтов может принимать значение от 100 до 1000 кВ/м и имеет тенденцию к увеличению с ростом удельного сопротивления грунта. Измеренное при проведении экспериментов значение удельного сопротивления песка составляло около 1000 Ом-м, поэтому значение Е 0 = 1000 кВ/м наиболее реально и уточняется в ходе сравнения с результатами эксперимента. 50