Дисертаційна робота присвячена розв’язанню важливої науково-прикладної проблеми з вдосконалення заземлювальних пристроїв електроустановок шляхом оптимізації конструктивних параметрів при проектуванні або при доведенні до нормативних значень параметрів складних комбінованих заземлювачів діючих електроустановок шляхом використання штучних електродів заземлення підвищеної провідності розтіканню, а також шляхом урахуванням природних зосереджених заземлювачів.
У дисертаційній роботі проведено аналіз математичних моделей заземлювальних пристроїв, результатом розрахунку яких є напруга дотику, напруга на заземлювальному пристрої та його опір. Показана актуальність науково-технічного обґрунтування вибору напрямку оптимізації конструктивних параметрів заземлювальних пристроїв діючих високовольтних енергооб’єктів.
Вперше запропоновано метод заміщення природного зосередженого заземлювача сукупністю електродів для урахування природної провідності розтіканню струму з арматури залізобетонних стійок і підножників при розрахунках складних заземлювальних пристроїв електроустановок. Еквівалентна модель у вигляді сукупності лінійних електродів вибирається відповідно до двох рівнозначних критеріїв, враховуючи такі електричні характеристики у двошаровій землі, як наближення по опору і наближення по потенціалу точок на поверхні землі.
Вперше запропоновано метод вдосконалення (оптимізації) конструктивних параметрів заземлювальних пристроїв із використанням електродів підвищеної провідності розтіканню. Отримано нове технічне рішення – електрод заземлення підвищеної провідності розтіканню, який реалізується як вертикальний електрод з струмопровідних антикорозійним покриттям, розміщений в обмеженому обсязі дрібнодисперсного технічного вуглецю. Розв'язана задача заміщення зазначеного електрода.
Побудована математична модель нееквіпотенційного заземлювального пристрою електроустановок, яка відрізняється від існуючих урахуванням об’ємних заземлювачів, розташованих у провідному двошаровому напівпросторі. Вказана модель дозволяє ввести природні заземлювачі, а саме стійки та підножники, а також вертикальний електрод підвищеної провідності розтіканню в розрахунок нормованих параметрів заземлювального пристрою у вигляді сукупності прямолінійних електродів. Розроблена модель дає можливість отримати уточнені параметри заземлювального пристрою електроустановок.
Розроблена математична модель розрахунку наведеного потенціалу електроду, розташованого в нижньому шарі двошарової розрахункової моделі землі, а також на довільній відстані від поверхні землі у двошаровому ґрунті, на основі рішення задачі про потенціал електричного поля точкового джерела струму. Отримано аналітичні вирази взаємних і власних опорів вертикальних і горизонтальних електродів для розрахунків складних заземлювальних пристроїв стосовно вказаного випадку розташування горизонтальних електродів.
Розроблено метод моделювання електрода заземлювального пристрою підвищеної провідності розтікання як розрахункової сукупності прямолінійних електродів, який відрізняється від існуючих обґрунтуванням на основі досягнення заданого наближення електричних характеристик в процесі нарощування сукупності прямолінійних електродів до рівнозначних характеристик еталонної моделі, що дозволяє врахувати зазначені заземлювачі в розрахунку складного заземлювального пристрою.
На основі створених математичних моделей розроблено програмні засоби, які було використано при розрахунку електричного поля.
Удосконалено алгоритм розрахунку складних нееквіпотенційних заземлювальних пристроїв, що дозволяє отримати уточнені значення розподілу потенціалу на території електроустановки. Нові положення, в порівнянні з відомими рішеннями, складаються в обліку провідності об’ємних заземлювачів сукупністю вертикальних і горизонтальних електродів, що обґрунтована по рівнозначним електричним характеристикам стосовно двошарової моделі електронної структури землі. Використання запропонованого алгоритму розрахунку в електричних мережах АК «Харківобленерго» дозволили визначити значення розподілу потенціалів при короткому замиканні на електричній підстанції з урахуванням впливу провідності природних зосереджених заземлювачів.
Розроблені електроди підвищеної провідності розтіканню змонтовані як дослідно-промислові зразки на ПС «Орджонікідзе-110 кВ» АК «Харківобленерго». Їх застосування забезпечило зниження розрахункових значень напруги дотику в тих місцях на ВРП-110 кВ підстанції, де вони перевищували припустимі, до значень які суттєво менше припустимих;
Удосконалений алгоритм розрахунку складних нееквіпотенціальних заземлювальних пристроїв та окремі задачі моделювання об’ємних заземлювачів були оформлені як дипломні роботи.
