1 Применение решения уравнений Максвелла методом конечных разностей во временной области с целью выбора оптимальных конструкций заземлителей опор линий электропередачи* Д.В. Куклин, В.Н. Селиванов * Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект )

Методы расчета сопротивления Уравнения Способ решения Уравнения Максвелла Телеграфные уравнения Квазистати- ческие методы Решение во вре- менной области с применением конечных разностей. Tanabe и др.Liu и др.Geri и др. Использование аналитических решений. Частотная область. Grcev, Andolfato и др. Рябкова, Анненков и др. Otero, Verma и др.

3 Как правило, параметры заземлителя рассчитываются отдельно от опоры L или Z w R, Z или Z(ω)

4 Как рассчитывать сопротивление заземления? Расчет через интеграл электрического поля Ток вводить вертикально? Как рассчитывать потенциал? Тогда в нем будет содержаться также Расчет скалярного потенциала (с учетом запаздывания или без?) Приводит к трудностям с неоднородными средами. В квазистатических методах нет зависимости от пути ввода тока и расчета потенциала, т.к. в них можно рассчитывать только скалярный потенциал без запаздывания, а ток задается относительно удаленной земли.

5 Как сравнивать заземлители? Допустим, способ расчета выбран и рассчитаны сопротивления заземлителей разной конструкции, но при одинаковом количестве металла. (1) более индуктивный заземлитель с большим сопротивлением вначале, но его сопротивление спадает несколько быстрее. (2) менее индуктивный с обратной картиной. что лучше?

6 Как моделировать опору. Замещение опоры индуктивностью Неточно при времени фронта, сравнимым с временем пробега волны по опоре. Замещение опоры однородной длинной линией Неточно, если распространяющиеся вдоль опоры электромагнитные волны сильно отличаются от плоских.

7 Выбор заземлителя на основе расчетов с опорой U Модель

8 Расчеты с горизонтальными неоднородностями 2000 Омм 500 Омм

9 Расчеты с горизонтальными неоднородностями

10 Расчеты с вертикальными неоднородностями 2000 Омм 500 Омм

11 Расчеты с вертикальными неоднородностями

12 Что предпочтительнее

13 Построение кривой опасных параметров и учет вероятностных характеристик токов молнии Критерий выбора оптимального заземлителя – вероятность перекрытия изоляции Вероятность перекрытия изоляции P.

14 Последовательность расчетов Расчет напряжения при единичном токе. Расчет напряжений для произвольных токов с помощью интеграла Дюамеля. Определение перекрытия изоляции для произвольных напряжений и построения КОП. Расчет вероятности перекрытия изоляции.

15 Заключение Предложено выбирать оптимальный заземлитель на основе расчетов с опорой при применении уравнений электродинамики. Для более точного выбора заземлителя предлагается использовать упрощенные инженерные методики, позволяющие определять перекрытие изоляции для напряжений нестандартной формы, а также воспользоваться вероятностными данными о токах молнии.