Труды КНЦ вып.26 (ЭНЕРГЕТИКА вып. 7/2014(26))

в грунте при больших токах молниевого разряда и в связи с этим нелинейной характеристики сопротивления. Эти сложные и важные для практики молниезащиты явления нуждаются в экспериментальном исследовании и моделировании. Соответствующие испытания должны производиться до ввода в эксплуатацию каждого ответственного технического объекта [1]. Районы крайнего Севера, включая Кольский полуостров, регион с высокоразвитой промышленностью, в отношении грозозащиты объектов электроэнергетики характеризуются низкой интенсивностью гроз и высокимудельным сопротивлением грунта. Нормативные документы (ПУЭ, методические указания, нормативные акты и др.) в отношении значений сопротивлений защитных заземляющих устройств дают величины, достижение которыхтребует огромных затрат, а зачастуютехнически нереализуемо. При высоких удельных сопротивлениях грунта протекание грозовых токов в земле создает огромные напряженности электрического поля вокруг заземляющего проводника, вызывающие интенсивную ионизацию в окружающем грунте и искрообразование в нем. В связи с этим в последнее время ряд исследований, в том числе зарубежных, направлено на изучение влияния процессов ионизации и искрообразования в грунтах разных типов. Крупные отечественные исследования в этой области производились в 1970-х гг. В настоящее время (1990-2005 гг.) в России проводились исследования растекания токов с заземлителей, имеющие феноменологический характер, с привязкой к конкретным устройствам заземления. Полученные результаты согласовывались с зарубежными, однако отсутствовала привязка к региональным особенностям грунтов, а также, как у нас, так и за рубежом, полученные сведения о протекающих процессах не находили применения в отношении использования данных для оптимизации заземляющих устройств и их влияния на защитные функции заземляющих устройств. Накопленный опыт по постановке лабораторных исследований и разработанные системы измерений позволили получить большой объем предварительных результатов. Эти же исследования показали необходимость переноса опытов в открытые объемы грунтов, поскольку было показано большое значение в достоверных результатах краевых эффектов, искажающих реальные процессы стекания больших импульсных токов с заземлителей. В связи с этим был разработан высоковольтный полигон с генераторно-измерительной аппаратурой. Описание высоковольтного полигона. Полигон представляет собой участок земли площадью 8^16 м вблизи здания высоковольтной лаборатории. По контуру участка на глубине примерно 250 мм проложен замкнутый заземляющий контур, выполненный стальной полосой 35 мм. Для снижения сопротивления заземляющего контура через каждые 2 м по контуру заземления в землю забиты электроды диаметром 20 мм и длиной 400 мм, которые приварены к полосе контура. Конструкция полигона приведена на рис.1. Грунт полигона двухслойный: сверху - морена глубиной до 0.5 м (смесь песка с галькой), ниже - дробленые скальные грунты. В центре полигона для удобства размещения в грунте электродов по длине вырыта канава глубиной 0.4 м и шириной 0.4 м, которая заполнена песком. В качестве нагрузки, представляющей собой заземлители различной конфигурации, могут быть использованы как сосредоточенные электроды (например полусфера или вертикальный стержень), так и протяженные горизонтальные длиной до 6 м. Исследуемые заземлители могут быть размещены в песчаной канаве на глубинах от 0 до 300 мм.