Г) Грозозащитные заземления.

В отличие от рабочих или защитных заземлений, в грозозащитном заземлителе при падении волны с коротким фронтом возникают переходные процессы, учет которых заставляет вносить коррективы в конструктивное исполнение заземлителя и его размещение. Схема замещения может быть представлена в виде цепочки звеньев, где - индуктивность единицы длины электродов заземлителя; - проводимость единицы длины электродов заземлителя.

Рис.6

Активное сопротивление заземлителя на 12 порядка меньше индуктивного, аналогично мала и емкость электродов, которыми можно пренебречь.

В первый момент времени из-за распределение по заземлителю будет неравномерным, переходной процесс закончится, когда это распределение выровняется.

Длительность переходного процесса в заземлителе зависит от его постоянной времени

С точки зрения грозозащиты важно знать сопротивление заземлителя в момент максимума тока молнии, т.е когда . Если , то процесс распределения будет определяться и заземлитель можно считать сосредоточенным.

Если , то в момент максимума тока импульсное сопротивление заземлителя , т.е. распределение происходит по , такие заземлители считаются распределенными. Для промышленной частоты все заземлители являются сосредоточенными и термин «протяженные» в данном случае можно отнести только к конструктивному исполнению.

При стекании больших токов молнии в грунте могут развиваться процессы, приводящие к его пробою, образованию искровых зон с радиально отходящими каналами, т.е фактическому изменению геометрии заземлителя и его сопротивления.

При относительно малой амплитуде тока процессом в земле можно пренебречь, тогда индуктивность заземлителя определится

, где

- длина заземлителя,

- радиус заземлителя

Переходной процесс в схеме замещения заземлителя описывается уравнениями

Принимая волну тока косоугольной

получаем напряжение на заземлителе

Импульсное сопротивление заземлителя включает в себя обычное активное заземлителя и добавочное, имитирующее влияние индуктивности.

- импульсный коэффициент заземлителя.

Влияние индуктивной состовляющей сопротивления тем меньше, чем меньше длина заземлителя и чем больше сопротивление грунта.

Очевидно, что при больших может быть весьма близким к 1, т.е заземлитель перестает быть протяженным.

Расчет при наличии искрообразования в земле весьма сложен и обычно пользуются опытными данными. Обычно образовавшаяся в почве зона пробоя увеличивает габариты заземлителя, что может привести к тому, что .

3. Волновые процессы в линии

3.1. Движение электромагнитной волны вдоль проводов.

При движении электромагнитной волны вдоль провода напряженности электрического и магнитного полей Е Н связаны следующими соотношениями

,

где - скорость движения электромагнитной волны.

Считая ;

- для вакуума

Для линии без потерь

воздушной - и ,

кабельной - , и

При движении волны в воздушной линии единый электромагнитный процесс, представляемый бегущей волной и соответствующего тока характеризуется энергией электрического и магнитного полей, распределенных вдоль провода линии и связанных соотношением

в расчете на единицу длины провода. Эта взаимосвязь может быть представлена как

, т.е волна напряжения бегущая по провду сопровождается волной тока.

, а , где

- волновое сопротивление единицы длины линии (для воздушной ).