Сосредоточенных заземлителей

эквивалентов из сосредоточенных элементов L и С. При более высоких

В последние годы разработаны линии передачи для пленочных микросхем, размещающиеся на одной стороне диэлектрической подложки. Это щелевая микро-полосковая линия ( 3.35, б) и копланарный волновод ( 3.35, в). Щелевая линия образуется одной узкой щелью в проводящем слое; в копланарном волноводе две щели. Конструкции этих линий удобны при параллельном включении в них сосредоточенных элементов, в том числе активных приборов [34].

Выясним свойства функций цепи, которые являются важнейшими понятиями при исследовании цепей в частотной области. •Для цепей, составленных из сосредоточенных элементов (типа обычных R-, L- и С-элементов), функции цепи являются дробно-рациональными функциями частоты s (или /со). Это положение можно показать на основе представления функции цепи через отношение определителей матриц параметров контурных токов или узловых напряжений.

Четырехполюсный элемент имеет две пары внешних выводов (полюсов): 1—Г и 2—2' ( 9.1, а), называемых входами. Элемент, структура которого может быть неизвестной, а внутренние ветви, узлы — недоступными, изображается в виде прямоугольника. Предполагается, что четырехполюсник не содержит независимых источников и составлен из конечного числа линейных сосредоточенных элементов.

Зависимые источники позволяют получить схемы замещения (модели) любых четырехполюсных и многополюсных элементов, что очень важно для анализа цепей: при использовании ЦВМ необходимо иметь минимальное число базисных элементов. Если различные многополюсные устройства можно представить моделями из зависимых источников и обычных двухполюсных элементов, то при анализе цепей из сосредоточенных элементов можно ограничиться минимальным числом из пяти видов базисных элементов: /?, L, С-элементов, независимых и зависимых источников.

ющих сосредоточенных элементов цепи аналогично тому, как это делается для учета паразитных эффектов в реальных R-, L-, С-элементах. В результате введения указанных элементов получим электрическую схему замещения трансформатора, широко приме-

Рассмотрим временные функции, обращающиеся тождественно в нуль при ^<0, изображения и спектры которых являются дробно-рациональными функциями. Здесь следует указать на необходимость четкого разграничения понятий спектральных функций и частотных характеристик цепи. Частотные характеристики цепей из сосредоточенных элементов представляют модуль и начальную фазу дробно-рациональной функции цепи Н (s) при S = /G>, всегда существующей для заданной цепи. Спектральные функции являются составляющими преобразования Фурье сигнала произвольной формы, но удовлетворяющего условию абсолютной интегрируемости. При этом F (/о), как правило, представляет трансцендентную функцию частоты и как исключение —дробно-рациональную.

Функция передачи неискажающей цепи представляется трансцендентным выражением комплексной частоты, входящей в показатель экспоненты. Такую функцию невозможно точно реализовать обычной цепью с конечным числом сосредоточенных элементов. Функцию передачи вида (11.36) имеет однородная линия (идеальный кабель), представляющая цепь с распределенными параметрами.

Как было установлено в гл. 8, функция цепи из конечного числа сосредоточенных элементов является рациональной дробью от комплексной частоты

Следует обратить внимание на то, что характеристические сопротивления представляются иррациональными выражениями. Это говорит о том, что их нельзя получить с помощью цепей, состоящих из конечного числа сосредоточенных элементов: сопротивление Z является рациональной дробью от s.

Параметры сосредоточенных элементов схемы можно представить следующим образом.

где а„мп — импульсный коэффициент; у сосредоточенных заземлителей, к которым относятся заземлители, имеющие линейные размеры не свыше 200 — 300 м, атш<1, у протяженных заземлителей airan может быть как больше, так и меньше единицы;

Расчет сосредоточенных заземлителей. Расчет импульсного сопротивления сосредоточенных заземлителей строится на основе приближенного представления о равномерном развитии вокруг заземлителя идеально проводящей искровой зоны, ограниченной поверхностью с напряженностью Е = ?пр. Это сопротивление рассчитывается по формулам для расчета стационарного сопротивления заземлителя, но для электрода с фиктивными размерами, определяемыми размерами искровой зоной при максимальном значении импульсного тока / и длительности фронта тф. Расчет импульсных сопротивлений в неоднородном грунте с достаточной точностью может проводиться по эквивалентному удельному сопротивлению рэ, определяемому в стационарном режиме.

ПУЭ, являются протяженными (а > 1) при малых значениях /, но при увеличении / значения импульсных коэффициентов приближаются к значениям коэффициентов для сосредоточенных заземлителей (а<4) благодаря усилению искровых процессов в грунте с большим удельным сопротивлением.

где аимп — импульсный коэффициент; у сосредоточенных заземлителей, к которым относятся заземлители, имеющие линейные размеры не выше 200 — 300 м, аимп<1, у протяженных заземлителей йимп моя{ет быть как больше, так и меньше единицы; ' '

где аИмп — импульсный коэффициент; у сосредоточенных заземлителей, к которым относятся заземлители, имеющие линейные размеры не выше 200—300 м, ата<1, у протяженных заземлителей аимп может быть как больше, так и меньше единицы;

называется импульсным коэффициентом. У сосредоточенных заземлителей, для которых основное значение имеют пробои грунта вследствие большого тока молнии, а<1. У протяженных заземлителей а может быть как меньше, так и больше единицы в зависимости от преобладающего влияния искровых процессов и емкости или индуктивности.

сосредоточенных заземлителей при больших токах

Рассматриваемый ниже расчет импульсного сопротивления сосредоточенных заземлителей основывается на исследовании в однородном поле импульсных характеристик грунта {см. гл. 1), а именно электрической прочности грунта Епр (см. 1-6) и его импульсного удельного сопротивления pa=f(E), зависящего от электрической напряженности в поле электрода (см. 1-5). Искровая зона вокруг заземлителя приближенно рассматривается как зона, имеющая радиальную симметрию относительно оси электрода и сопротивление, равное нулю [2, 5].

Производились расчеты импульсных сопротивлений сосредоточенных заземлителей (полушаровых и вертикальных) по приведенным выше формулам и методике (§ 4-2) для сопоставления с импульсными сопротивлениями по опытным данным, имеющимися в литературе. Использовались как лабораторные, так и полевые испытания наших и зарубежных авторов, проведенные в песке, глине, перегное, при удельных сопротивлениях г.рунта от р=30-М150 Ом-м и импульсном токе электродов при испытании до 26,4 кА [5].

Расчет импульсных сопротивлений даже единичных сосредоточенных заземлителей может быть надежен лишь для ограниченных пределов величин стекающих токов, удельных сопротивлений грунта и длины заземлителей (см. гл. 4).

О возможности на основе теории подобия [33] физического моделирования при импульсных токах сосредоточенных заземлителей без учета их емкости сообщалось [48]. Позднее в НИИПТ была разработана установка для физического моделирования протяженных заземлителей при токах молнии в грунтах любого удельного сопротивления с учетом их диэлектрической проницаемости, т. е. с учетом емкости заземлителей. В данной главе рассматривается метод физического моделирования сложных заземлителей линий и подстанций в однородных грунтах с удельным сопротивлением р< <2500 Ом-м, при котором емкость заземлителя можно не учитывать.