стические характеристики перенапряжений при ОДЗ, аналогичные указанным ранее, несмотря на коэффициенты компенсации емкостных токов (около 70 А), близкие к 100%. Это, по-видимому, объясняется однотипностью топологии сетей, соизмеримыми характеристическими сопротивлениями, затуханиями и напряжениями первичного и повторных пробоев, определяющими амплитуды свободных составляющих напряжений.

Выводы

1.Разработан хорошо унифицированный измерительный комплекс на базе персональной ЭВМ, позволяющий осуществлять мониторинг аномальных режимов в распределительных сетях 6 – 35 кВ. Функциональные возможности комплекса могут быть существенно расширены в область анализа аварийности по присоединениям, определения мест повреждения и формировании на основе такой информации карты аварийности сети.

2.Значительная аварийность кабельных сетей может быть связана с неудовлетворительной компенсацией токов замыкания на землю. Анализ кривых восстанавливающихся напряжений и осциллограмм токов в ДГК показал, что в большинстве случаев сети работают со значительной недокомпенсацией, достигающей 20 – 40%.

3.Статистическая обработка результатов регистрации естественных дуговых перенапряжений при ОДЗ в компенсированных сетях 10 кВ показала, что максимальные перенапряжения, достигаемые в переходных процессах, не превышают

2,4 Uôì. При анализе перенапряжений в первые

100 мс после первичного пробоя вероятность их появления составляет менее 0,1. Указанные мо-

менты говорят о том, что традиционные защитные аппараты типа разрядников и ОПН с уровнем ограничения (3,2 3,4)Uôì не работают при таких перенапряжениях, а их энергетические характеристики не могут определяться этим видом перенапряжений.

Список литературы

1.Electromagnetic Transients Program (EMTP). Rule Book 1, DCG / EPRI, 1996.

2.Мониторинг перенапряжений в распределительных кабе-

льных сетях / Голдобин Д. А., Качесов В. Е., Ларионов В. Н., Овсянников А. Г. – Научный вестник НГТУ, 1998, ¹ 2(5).

3.Dementjev E., Kachesov V., Ovsaynnikov A. Automatic surgevoltage recorder for distribution networks. – Abs. of the Third Russian-Korean International Symposium on Science and Technologies KORUS-99. Novosibirsk State Technical University, Novosibirsk, 1999.

4.Лихачев Ф. А. Замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью и с компенсацией емкостных токов. М.: Энергия, 1971.

5.Petersen W. Der aussetzende (intermittierende) Erdschluss. – ETZ, 1917.

6.Объем и нормы испытаний электрооборудования / Под ред. Алексеева Б. А., Когана Ф. Л., Мамиконянца Л. Г. М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2000.

7.ÃÎÑÒ 18410–73. Кабели силовые с пропитанной бумажной изоляцией. Технические условия.

8.Бумажно-масляная изоляция в высоковольтных конструкциях / Грейсух М. А., Кучинский Г. С., Каплан Д. А., Мессерман Г. Т. М – Л.: Энергоиздат, 1963.

9.CIGRE-Working Group 13.05, The calculation of switching surges. II Network representation for energization and reenergizationin studies on lines fed by an inductive source. – Electra, 1974, ¹ 32.

10.Measurement of arc risistance and dielectric breakdown voltage at intermittent grounding of 6,6 kV distribution CVT cable / Ohnishi H., Urano H., Hasegawa S., Morita T., Nakajima M. – IEEE Trans/on Power Delivery, 1988, vol. 3, ¹ 1.

â)

á)

Рис. 1. Групповой заземлитель:

à – горизонтальный; á – комбинированный при расположении стержней в ряд; â – комбинированный при размещении стержней по контуру; 1 – вертикальный стержень; 2 – соединительная полоса

Рис. 2. График зависимости коэффициентов использования параллельно уложенных в траншею горизонтальных электродов группового заземлителя hã от отношения расстояния между полосами aã к их длине Lã:

1 – число полос Nã = 2; 2 – Nã = 5; 3 – Nã = 10

Ряд вертикальных стержней, соединенных в траншее горизонтальной полосой, используется для заземления железобетонных опор воздушных линий электропередачи напряжением выше 1000 В в сетях с изолированной нейтралью, так как токи замыкания, длительно стекая по арматуре, приводят к тепловому разрушению опоры. Такие заземлители применяются также в электроустановках потребителей электроэнергии. Они состоят (ðèñ. 1, á ) из 2 – 20 вертикальных стержней длиной 3 – 5 м и диаметром 10 – 20 мм, заглубляемых со дна траншеи равномерно так, что отношение расстояний между электродами к их длине равно 1 – 3.

Заземляющее устройство потребительских трансформаторных подстанций 35 – 6/0,4 кВ имеет замкнутый контур из горизонтально проложенной в траншее стальной полосы, а для выравнивания потенциалов напротив входов и въездов установлены вертикальные стержни длиной 3 – 5 м. Такие заземлители (ðèñ. 1, â ) могут иметь 4 – 100 вертикальных стержней диаметром 10 – 20 мм и длиной 3 – 5 м, заглубленных равномерно со дна траншеи по контуру так, что отношение расстояния между электродами к их длине равно 1 – 3. Так как в комбинированных заземлителях (ðèñ. 1, á è â ) расстояние между стержнями соиз-

меримо с их длиной, то они взаимно экранируют друг друга и затрудняют растекание тока в земле. Увеличение эквивалентного сопротивления вертикальных стержней по сравнению с их параллельным соединением при удалении друг от друга на бесконечно большие расстояния учитывается коэффициентами использования âð, âê вертикальных электродов комбинированного заземлителя при размещении стержней в ряд и по контуру.

Соединительные полосы между вертикальными электродами уменьшают сопротивление группового заземляющего устройства, но по сравнению с рассмотренным горизонтальным заземлителем той же протяженности они имеют большее сопротивление из-за экранирования стержнями. Это увеличение сопротивления учитывается коэффициентами использования ïð, ïê горизонтального электрода, соединяющего вертикальные стержни, расположенные в ряд и по контуру.

Расчет перечисленных групповых заземлителей сводится к определению их сопротивления с целью сравнения с нормируемыми по ПУЭ, т.е. с наибольшими допустимыми значениями. С помощью коэффициентов сезонности земля по электрическим свойствам приводится к однородному грунту и сопротивления рассматриваемых заземлителей вычисляют по способу коэффициентов использования [2 – 4 и др.]. Значения последних

Ò à á ë è ö à 1

ïê

0,6

0,5

3

0,4

2

0,3

1

0,2

10 20 30 40 Nâ

Рис. 5. График зависимости коэффициентов использования соединительных горизонтальных полос, расположенных в траншее, комбинированного заземлителя hïê от числа вертикальных электродов Nâ при их расположении по контуру:

обозначения см. рис. 3

приведены в òàáë. 1 для двух интервалов значений отношения aã Lã.

Для коэффициентов использования ã параллельно уложенных горизонтальных электродов группового заземлителя õ = Nã, y = aã Lã и графики зависимости ã = f (Nã, aã Lã) построены на ðèñ. 2 в виде семейства кривых 1, 2, 3 ïðè Nã, равном 2, 5, 10. Значения среднеквадратических отклонений S коэффициентов ã, подсчитанных по предлагаемой многофакторной зависимости, от исходных табличных значений приведены также в òàáë. 1.

Èç ðèñ. 2 следует, что вначале значения ã резко увеличиваются, а затем из-за уменьшения наложения потенциалов электрического поля при aã Lã = 0,2 наступает как бы точка перегиба: вели- чина ã незначительно возрастает с увеличением отношения aã Lã. Таким образом, применение групповых заземляющих устройств из параллельных горизонтальных электродов с отношением aã Lã менее 0,2 нецелесообразно из-за довольно низких значений коэффициентов их использования, особенно при Nã 0 10. С другой стороны, нежелательно иметь отношение aã Lã больше 0,6.

В настоящее время установлена плата за землю, поэтому при aã Lã больше 0,6 увеличение площади, занимаемой горизонтальным групповым заземлителем, почти не будет приводить к уменьшению сопротивления рассматриваемого заземляющего устройства, но увеличит стоимость подстанции. Таким образом, число горизонтальных полос группового заземлителя следует выбирать таким,

чтобы отношение расстояния между электродами к их длине находилось в интервале 0,2 – 0,6.

На основании исходных табличных данных [2 – 4 и др.] аналогично рассмотренному для ã было установлено, что для коэффициентов использования электродов комбинированных заземлителей: вертикальных стержней при их расположении в ряд âð и по контуру âê и горизонтальной соединительной полосы при расположении стержней по контуру ïê необходимо получить аппроксимирующие зависимости на двух интервалах зна- чении числа стержней Nâ, а для горизонтальной соединительной полосы при расположении вертикальных электродов в ряд ïð точка перегиба отсутствует.

Значения коэффициентов À1, Â1, À2, Â2 и среднеквадратических отклонений S величин âð, âê,ïê, ïð, подсчитанных по предлагаемой многофакторной зависимости, от исходных табличных значений приведены в òàáë. 2. Для коэффициентов использования элементов комбинированных за-

землителей õ = aâ Lâ, y = Nâ (aâ, Lâ – расстояние между стержнями и их длина) графики зависимо-

ñòåé âð = f (aâ Lâ, Nâ); âê = f (aâ Lâ, Nâ); ïê = = f (aâ Lâ, Nâ) построены на ðèñ. 3 – 5 в виде семейства кривых 1, 2, 3 при значениях отношения aâ Lâ, равных 1, 2, 3.

Èç ðèñ. 3 – 5 следует, что применение комбинированных заземляющих устройств наиболее предпочтительно при числе вертикальных электродов до 5 при их расположении в ряд и до 20 при их расположении по контуру. При большем числе стержней очень низки значения коэффициентов использования электродов комбинированных заземлителей, особенно при aâ Lâ = 1.

Как следует из данных òàáë. 1 è 2, среднеквадратические отклонения S аппроксимации зависимостей коэффициентов использования электродов групповых заземляющих устройств находятся практически в допустимых пределах. Поскольку расчетные значения удельного сопротивления грунта из-за разброса значений коэффициентов сезонности [2 – 4 и др.] имеют большую погрешность, то полученная многофакторная зависимость может быть рекомендована для расчетов сопротивлений групповых заземлителей способом коэффициента использования.

Список литературы

1.Григорьев Н. Д. Упрощенный расчет одиночных заземлителей. – Электрические станции, 1982, ¹ 4.

2.Долин П. А. Основы техники безопасности в электроустановках. М.: Энергоатомиздат, 1984.

3.Найфельд М. Р. Заземление, защитные меры электробезопасности. М.: Энергия, 1971.

4.Долин П. А. Справочник по технике безопасности. М.: Энергоиздат, 1982.