Рассмотрим однопроводную линию с возвратом тока через землю, т.е. систему провод-земля. Распределение переменного тока в толще земли подчиняется сложной закономерности. Плотность тока j убывает по мере удаления от провода в горизонтальном направлении и по мере углубления в
землю.

Наибольшая плотность тока наблюдается на поверхности земли под проводом. Чем больше проводимость земли, тем меньше её объём участвует в проведении тока.
Теоретически при бесконечно большой проводимости земли весь ток возвращаясь, протекает по её поверхности.
Аналитически и экспериментальные исследования, выполненные Люденбергом, Карсоном и другими, показали, что с точностью, достаточной для практических расчетов можно считать, что однопроводная система с расстоянием между проводами , где
Dз – эквивалентная глубина возврата тока в земле;
f – частота тока;
γ – удельная проводимость земли.
При частоте 50 Гц значение Dз для различных сред следующее:
Среда
| Каменистая почва
| Сухая почва
| Сырая почва
| Морская вода
| Удельная проводимость
|
|
|
|
| Эквивалентная глубина, м
|
|
|
|
|
Если нет данных о грунтах на трассе линии, то в качестве среднего значения обычно принимают Dз = 1000 м. в независимости от высоты подвеса h провода над землёй. При протекании тока в земле имеют место потери активной мощности. Эти потери почти не зависят от проводимости земли.
В случае малой проводимости грунта глубина проникновения тока в землю увеличивается, что приводит к уменьшению его плотности. При большей проводимости ток проникает в землю на небольшую глубину, а плотность его увеличивается.
Получается, что проводник по которому течёт ток имеет как бы постоянное сопротивление. При f = 50 Гц эти потери можно учесть увеличением активного сопротивления провода на 0,05 ОМ/КМ. Тогда полное сопротивление системы провод-земля
.
3. Полное сопротивление фазы трёхфазной линии. |