Вестник Кольского научного центра РАН №3, 2021 г.

НЕКОТОРЫЕ ПРОБЛЕМЫ ГРОЗОЗАЩИТНЫХ ЗАЗЕМЛЕНИЙ ДЛЯ ОБЪЕКТОВ ЭНЕРГЕТИКИ Вестник Кольского научного центра 3/2021 (13) та электрических параметров заземлителей, а также на выборе их конструкций. При проектировании заземления одной из основных задач является достижение наи­ большей его эффективности при разумных трудозатратах и количестве используемого металла. Эта задача особенно важна для грун­ тов с высоким удельным сопротивлением. Предпочтительная конструкция в некоторой степени может зависеть от заземляемого объ­ екта (например, от высоты опоры линии элек­ тропередачи или линейной изоляции), а также от точки присоединения заземления. Поэтому выбор заземлителей может производиться совместно с учетом заземляемого объекта. Данная задача обычно решается расчетными методами, но нуждается в применении множе­ ства экспериментальных данных и моделей. П арам етры разряда молнии и м о дели п ер екры ти я изоляции Проектирование заземления грозозащи­ ты зависит от параметров разряда молнии. Вследствие непредсказуемости мест ударов молнии измерения этих параметров затрудне­ ны. Поэтому они получены преимущественно с применением средств и объектов, удобных для молниевых измерений. Но эти объекты, как правило, отличаются от тех, что применя­ ются в энергетике. К примеру, измерения импульса тока мол­ нии проведены в основном на высоких баш­ нях. И не вполне ясно, будет ли справедливым применять те же параметры тока, например, на опорах линий электропередачи или схожих объектах? Также стоит отметить, что разряд молнии обычно имеет несколько компонентов. Извест­ но, что для молний отрицательной полярности число компонентов близко к трем, а молнии по­ ложительной полярности чаще всего содержат один компонент. Однако более точных вероят­ ностных данных о компонентах молнии также недостаточно для объектов, схожих с исполь­ зуемыми вэнергетике (существующие данные, полученные при помощи видеокамер, не явля­ ются достаточными для текущей цели). Не так много информации даже о тех искро­ вых разрядах, которые можно получить влабо­ ратории. Существующие модели перекрытия изоляции подходят лишь для определенных форм напряжений и разрядных промежутков. Но напряжения на изоляции могут отличаться очень существенно (в зависимости от зазем- лителя, грунта, опоры и проч.). Также могут различаться и разрядные промежутки. Иными словами, не хватает моделей, охватывающих достаточно широкий диапазон напряжений и разрядных промежутков. М е т о ды расчета Наиболее точный подход при моделирова­ нии заземлителей заключается в учете про­ цессов электродинамики (в случае больших токов может быть необходимость в модели­ ровании дополнительных физических процес­ сов). И в настоящее время вычислительные возможности компьютеров позволяют мо­ делировать электродинамические процессы с высокой точностью (но могут требовать про­ должительного времени расчета). Внекоторых случаях, однако, возможно применять и упро­ щенные модели с использованием электриче­ ских цепей (обычно это происходит, когда мо­ дель имеет крупные размеры). Среди точных расчетных методов часто используется один из четырех: метод момен­ тов, близкий к нему метод PEEC (partial element equivalent circuit), метод конечных разностей во временной области и метод конечных эле­ ментов. Существует также множество других, схожих с перечисленными. Различные ме­ тоды накладывают свои ограничения на то, какие детали возможно включать в модель (неоднородности грунта, протяженные про­ водники и др.). При этом даже среди точных методов нет универсальных, пригодных для всех необходимых случаев, поэтому постоян­ но появляются новые методы (или изменяют­ ся существующие), способные учитывать все большее число процессов (например, искро- образование в грунте, коронный разряд, ча­ стотную зависимость электрических свойств грунта и др.). 8