Труды КНЦ вып.39 (ЭНЕРГЕТИКА вып. 5/2016(39))

протяженные искровые каналы длиной до 100 м, развивающиеся в виде скользящего разряда по поверхности грунта. Очевидно, что точное моделирование переходных характеристик грунтов и анализ растекания токов вокруг заземлителей является актуальной задачей в энергетике. Однако расчет сопротивления ЗУ является сложной задачей из-за сложной структуры и нелинейной вольт-амперной характеристики грунтов. В настоящее время разработан ряд моделей ионизационных процессов в увлажненном грунте вблизи и на поверхности подземного проводника при подаче на него импульсного напряжения величиной, превышающей порог начала искрообразования в грунте [2-5]. Предложенные модели основаны на том, что вокруг проводника в грунте при напряженностях поля, превышающих критическое значение, начинается ионизационный процесс, и возникает многослойная ионизированная зона грунта с плавно изменяющейся проводимостью в зависимости от градиента напряженности. При этом модель на такой основе применяется как для протяженных проводников с резко неоднородным полем, так и для проводников с однородным полем — полусфер. Математическая модель этого процесса во всех фазах протекания тока с проводника в грунт предложена авторами с взаимными уточнениями с учетом гистерезисного процесса в стадиях нарастания и спада импульсного тока. Недостатком моделей является наличие большого количества безразмерных коэффициентов, которые необходимо подбирать для обеспечения соответствия экспериментальных и расчетных результатов. Описание модели. Как уже упоминалось ранее, все разработанные модели основаны на двух допущениях: 1. Искровые процессы в грунтах начинаются при напряженности электрического поля, превышающей критическое значение, и искровые каналы будут развиваться до тех пор, пока напряженность поля не станет меньше критической. 2. Искровые процессы развиваются симметрично вокруг электрода, образуя сплошную зону искрообразования. Если по первому допущению не возникает вопросов, то второе утверждение вызывает сомнения. На самом деле большое количество опытов по регистрации искровых процессов в грунте дают иную картину реального искрового процесса. Увлажненный грунт - структура крайне гетерогенная, включающая частицы грунта, влагу и воздушные включения. С точки зрения искровых процессов система чехлов не может быть устойчивой, и в грунте развиваются протяженные искровые каналы достаточно горячей плазмы. Поверхность стекания тока за счет проводящих каналов возрастает до величины, при которой напряженность поля в грунте снижается, при этом идет саморегулирующийся процесс поддержания напряженности поля на грани критического значения. Здесь можно также рассмотреть еще два случая. В первом случае грунт практически сухой, а во втором — грунт переувлажнен, и в нем отсутствует воздух. Экспериментально показано, что в обоих случаях искровые процессы сосредотачиваются на концах протяженных проводников, образуя сферические искровые зоны, как показано на фотографиях (рис. 1, 2). Для данных случаев модель должна включать сфероиды по концам проводника. 19