Труды КНЦ вып.8 (ЭНЕРГЕТИКА вып. 1/2017(8))

ФИЗИКО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ УДК 621.311 А. Н. Данилин, В. В. Ивонин РАЗВИТИЕ ИОНИЗАЦИОННО-ПЕРЕГРЕВНОЙ НЕУСТОЙЧИВОСТИ В ГРУНТАХ Аннотация Экспериментально исследованы зависимости критической напряженности электрического поля от длительности приложенного импульса. Определены зависимости временной задержки начала нелинейных процессов в грунтах от амплитуды импульса и влажности грунта. Показано, что на электроде развивается ионизационно-перегревная неустойчивость, которая приводит к контракции тока и образованию плазменных каналов. Ключевые слова: искрообразования в грунте, ионизация грунта, заземление, концентрированный электрод, ионизационно-перегревная неустойчивость. А. N. Danilin, V. V. Ivonin DEVELOPMENT OF IONIZATION-OVERHEATING INSTABILITY IN SOILS Abstract Dependence of the critical electric field on pulse duration has been studied. Dependences of ionization time delay on pulse amplitude and soil moisture have been determined. It has been shown that ionization-overheating instability develops near electrode. Instability leads to current contraction and formation of plasma channels. Keywords: sparking in soil, soil ionization, grounding, optical investigation, ionization-overheating instability. При растекании больших импульсных токов в грунте как электрические свойства самого грунта, так и характеристики заземления могут существенно отличаться от величин, полученных при растекании слабого стационарного тока. Это связано с ионизацией грунта вблизи электрода и образованием искровых каналов, что приводит к заметному снижению удельного сопротивления грунта р [1-3]. При увеличении импульсного тока в грунте происходит ионизация и образуются искры, в результате чего сопротивление заземления уменьшается, а динамическая вольт-амперная характеристика (ВАХ) становится нелинейной. Причиной ионизации является достаточно сильное электрическое поле проводимости Е = p j , которое возникает при растекании импульсного тока с плотностью j с одиночного заземлителя [4]. 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 ВАХ грунтов.