Труды КНЦ вып.9 (ЭНЕРГЕТИКА вып. 3/2018(9))

Из табл. 2 видно, что дополнительное запаздывание сигнала уменьшается с ростом частоты. Это объясняется тем, что с увеличением частоты происходит все большее вытеснение поля из земли, уменьшается эквивалентная глубина обратного тока в земле и уменьшаются индуктивности контуров «провод - земля». Система «линия - земля» с конечной проводимостью приближается к системе «провода - идеально проводящая земля», в которой все скорости равны скорости света. Интенсивное затухание сигналов в первом канале начинается с частоты 100 кГц. На частотах 1 МГц и выше в канале «все провода - земля» волна полностью затухает на длине линии в единицы километров. В междупроводных каналах затухание намного слабее. Во втором канале вплоть до частоты 100 кГц, а в канале «крайние провода - средний провод» до частоты 1 МГц сигнал распространяется на длину линии 5 км практически без потерь. При этом на высоких частотах дополнительное запаздывание составляет от 0.25 мкс до 0.02 мкс при общем времени пробега почти 17 мкс. Напряжения в функции времени. Рассматриваем несимметричный вариант - обратное перекрытие на крайнем (для определенности — первом) проводе. Результаты расчетов деформации волн даны на рис. 2. Приведены напряжение в начале линии на первом проводе, а также в трех волновых каналах на всех проводах, и суммарные напряжения после пробега 5 км. С контрольной целью напряжение вначале линии вычислялось по ( 2 ) как интеграл от вещественной части (1). Для точного воспроизведения резкого перелома в кривой напряжения при t= 0 .1 мкс и горизонтального участка при относительно больших временах оказалось необходимым вычислять ( 2 ) в диапазоне частот от 100 Гц до 100 МГц, хотя при частотах выше 1 МГц, вообще говоря, нужно переходить к более точным решениям, чем ( 6 ). При этом влияние земли ослабляется и потери уменьшаются. В спектре напряжений после пробега нескольких километров такие частоты отсутствуют. Поэтому можно считать, что для выбранной модели линии этот диапазон частот допустим, и приводит к некоторому запасу по оценке предельной крутизны фронтов волн, набегающих с ВЛ. Напряжения на втором и третьем изолированных проводах при х =0 определяются через электромагнитные коэффициенты связи и очень близки к конечной части последнего левого изображения на рис. 2 . Для наглядности все волны в конце рассматриваемых участков линий сдвинуты на время распространения сигнала со скоростью света в вакууме. Для 5 км этот сдвиг составляет 16.666 мкс. Все дальнейшие рисунки показаны в двух масштабах: в относительно большом диапазоне времен ( 0 ^ 2 0 ) мкс, а также в течение первой микросекунды (одном случае первых 5 микросекунд). Из рис. 2 видно, что фронты волн на всех проводах в канале «все провода - земля» интенсивно сглаживаются. При р=10000 Ом-м через 5 км они дополнительно запаздывают более, чем на 4 мкс, а длительность фронтов составляет около 8 мкс. Амплитуда волн близка к половине исходной волны. На правом рисунке этот канал отсутствует. Второй канал «провод - провод крайние» имеет значительно меньшее запаздывание (<0.2 мкс) и длительность фронта примерно 0.15 мкс. Амплитуда волн на первом и третьем проводах составляет около ±0.4 от амплитуды волны при х=0. На среднем проводе напряжение в этом канале равно нулю. 15