Пренебрегаем емкостями между экраном и землей.
Допустим, что прибор-приемник имеет высокоомный вход (500 Ом и
более). тогда можно пренебречь током в жиле.
Как
известно, ток КЗ 50 Гц и его «ВЧ-составляющая» – это
на самом деле
разные токи. У них разные источники. В месте КЗ они складываются, а затем вновь
растекаются разными путями. Ток КЗ 50 Гц притекает по линиям от удаленного
генератора и возвращается к нему через грунт. Поэтому
сопротивление растеканию ЗУ это активное сопротивление грунта.
Рис.2. Путь протекания тока КЗ 50 Гц
ВЧ-составляющая – это ток разряда емкостей высоковольтных шин и
частей оборудования
относительно его заземленных корпусов. Растекается он только в пределах ОРУ,
причем не по грунту, а по шинам сетки ЗУ.
Рис.3. Пути протекания тока ВЧ-составляющей.
Получится вот такая
схема замещения кабеля с экраном
Рис.4. Простая схема замещения кабеля с экраном.
где Rзу,
Lзу - эквивалентные
активное сопротивление и индуктивность путей растекания тока по
сетке ЗУ. Как их проще посчитать - предложим ниже. Заметим, что
напряжение на приемнике считается не от грунта, а от точки
присоединения к ЗУ, как это и есть на самом деле. ВЧ-импульс
подъема потенциала ЗУ заменяем гармоническим источником напряжения
E.
Если экран не заземлен с
обоих сторон, то в этом диапазоне частот ток по экрану не потечет,
значит и ослабления не будет.
Расчетные формулы
Нас интересует соотношение между
E
и U,
т.е. ослабление
помехи кабельным экраном.
Модуль отношения E к U
(коэффициент ослабления) составит
(1)
f - частота, Гц.
Если пренебречь всеми активными
сопротивлениями, то получим
где, правда, при
M = L
появляется сингулярность.
Индуктивность экрана кабеля
L составит [1]:
(2)
где
l -
длина, q -
радиус экрана.
Формулу для взаимной индуктивности
между экраном и жилой не нашел, но можно вывести, используя результаты
того же классического справочника
[1]
(3)
Рис.5. Размеры сечения кабеля.
Величина взаимной индуктивности
M лежит между индуктивностями экрана и жилы,
т.е. M ≥ L. При
d = 0 получим
равенство M = L.
Активное сопротивление
Rзу и
индуктивность
Lзу заземляющего
устройства в точке присоединения можно оценить исходя из параметров
стальной шины на выбранной частоте
Рис.6. Параметры 1 м длины стальной шины 4х40 мм в грунте (по
литературным данным).
Для присоединенной регулярной сетки
шин в некоторых случаях можно использовать простые формулы
где Rш,
Lш - параметры отрезка шины между
узлами сетки. Коэффициент k
зависит от места присоединения к сетке
Результаты расчета
коэффициента
ослабления
Посмотрим, что получается при расчете по формулам
(1) - (3) коэффициента ослабления
Кос
для кабеля
l = 100 м,
,
q = 0.01 м,
p
= 0,001 м, R = 1 Ом, ЗУ -
сетка с ячейкой 10х10 м.