С использованием численного моделирования процессов растекания тока в заземлителе методом конечных элементом, реализованным в программной среде Comsol Multiphisics, рассмотрен ряд задач, определяющих влияние геометрии электрода заземлителя, параметров грунтов, геометрии модели и выбора расчётной области на основные характеристики ЗУ. Показано, что расчётные характеристики импеданса ЗУ имеют частотную зависимость. Повышение качества расчётов, связанное с переходом к решению задачи растекания тока в 3D постановке, показало, что наблюдаемое по расчетным данным поведение тока при подаче на ЗУ в виде вертикального стержневого электрода грозового импульса напряжения, качественно может быть описано реакцией 3-х контурной схемы замещения, содержащей R, L, C - элементы. Сопоставление результатов расчётов, выполненных с использованием различного масштабирования сетки в зоне высоких градиентов параметров вблизи электрода заземлителя, выявило слабое влияние масштаба сетки на параметры и форму тока, протекающего через границы расчётной области. Это наблюдение позволяет сделать предварительный вывод о возможности снижения требуемых вычислительных ресурсов для расчетов ЗУ в случаях, когда локальные процессы в ближней к электроду ЗУ зоне можно не учитывать.

Using numerical simulation of current spreading in the ground using finite element implemented in the software environment Comsol Multiphisics considered a series of tasks to determine the effect of the geometry of the electrode earth electrode, soil strength parameters, model geometry and calculation region on the main characteristics of memory. It is shown that the calculated characteristics of the SD impedance have a frequency dependence. Improving the quality of calculations associated with the transition to the solution of the current spreading problem in 3D formulation, showed that the behavior of the current observed from the calculated data when a lightning pulse of voltage is applied to the battery in the form of a rod electrode can be described qualitatively by the reaction of a 3-contour substitution scheme containing R, L, C elements. Comparison of the results of calculations performed using different grid scaling in the zone of high parameter gradients near the ground electrode revealed a weak influence of the grid scale on the parameters and shape of the current flowing through the boundaries of the calculated area. This observation allows us to make a preliminary conclusion about the possibility of reducing the required computing resources for the calculation of the memory in cases when local processes in the zone closest to the memory electrode can be ignored.

• ВВЕДЕНИЕ
• 1.Литературный обзор.
  • 1.1 Роли заземлителей в системах. Виды ЗУ. Правила выбора ЗУ и их эксплуатации.
  • 1.2 Влияние грунтов на работу ЗУ.
  • 1.3. Современные исследования.
• 2. Постановка задачи.
• 3. Выбор программной среды.
• 4. Построение и анализ характеристик моделей в COMSOL Multiphysics.
  • 4.1 Оценка влияния геометрии.
  • 4.2 Взаимосвязь сетки и области интегрирования.
  • 4.3 Исследование частотных характеристик.
  • 4.4 Анализ реакции ЗУ на импульсное воздействие.
• 5. Анализ полученных результатов.
• Список литературы.