Т.Б. Клименко1, С.А. Варнаков2, А.С. Ященко3, С.В. Кривальцевич4

1-4 Омский научный центр СО РАН (Институт радиофизики и физической электроники) (г. Омск, Россия)

1,2,4 АО «Омский научно-исследовательский институт приборостроения» (г. Омск, Россия)

1 klimenko.tanya@bk.ru; 2 sergvarnkov@yandex.ru; 3 x_rays1@mail.ru; 4 kriser2002@mail.ru

Постановка проблемы. Наличие достоверных данных об электрофизических характеристиках грунта позволяет определить оптимальные параметры заземляющего устройства. Использование непроверенных данных может привести к невыполнению заземляющим устройством своих функций – обеспечения электромагнитной совместимости и электробезопасности. В свою очередь, применение некорректных электрофизических параметров увеличивает массогабаритные показатели заземляющего устройства, что обуславливает повышение трудоемкости при развертывании и сворачивании мобильного комплекса. В связи с этим определение параметров элементов заземляющего устройства для организации эффективного заземления с учетом реальных данных о состоянии грунта является на сегодняшний день актуальной задачей.

Цель. Провести сравнительный анализ электрофизических моделей грунта Омской области в однослойном, двухслойном и трехслойном приближениях для определения параметров элементов заземляющего устройства мобильного комплекса коротковолновой (КВ) связи с учетом электромагнитной совместимости (ЭМС).

Результаты. Показано, что наличие вертикальных неоднородностей грунта, обусловленное особенностями структуры приповерхностного слоя почв, оказывает заметное влияние на параметры элементов заземляющего устройства мобильного комплекса КВ-связи. Проведен сравнительный анализ моделей, результаты которого показали необходимость учета вертикальных неоднородностей грунта при вариациях его удельного сопротивления от 12 до 25 Ом·м и относительной диэлектрической проницаемости от 25 до 57 единиц в пределах поверхностного слоя толщиной до 1 м при проектировании заземляющего устройства, эффективного в обеспечении ЭМС.

Практическая значимость. Представленные результаты будут полезны при проектировании заземляющих устройств переносных или передвижных телекоммуникационных комплексов КВ-диапазона.

Клименко Т.Б., Варнаков С.А., Ященко А.С., Кривальцевич С.В. Заземление мобильных комплексов коротковолнового диапазона в грунтах с вертикально неоднородными электрофизическими свойствами // Радиотехника. 2025. Т. 89. № 11. С. 53–61. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202511-05

1. Бургсдорф В.В., Якобс А.И. Заземляющие устройства электроустановок. М.: Энергоатомиздат. 1987. 400 с.
2. Grcev L. Impulse efficiency of ground electrodes // IEEE Transactions on Power Delivery. 2009. № 1(24). Р. 441-451. DOI: 10.1109/TPWRD.2008.923396.
3. Асанов А.К., Джолдошбеков Б.Ж., Джусупбекова Н.К., Аркарчиева М.К. Исследование влияния сопротивления грунта на сопротивление заземляющих устройств (на примере Нарынской области) // Проблемы автоматики и управления. 2022. № 2(44). С. 70-76.
4. Колиушко Д.Г., Руденко С.С. Экспериментальное обоснование методики расчета нормированных параметров заземляющего устройства на основе трехслойной модели почвы // Электротехника и электромеханика. 2018. № 1. С. 66-70. DOI: 10.20998/2074-272X.2018.1.11.
5. Горшков А.В. Оценка сопротивления заземлителя подстанции в многослойном грунте // Электричество. 2014. № 2. С. 25-31.
6. Агеева Л.А. Определение электрических характеристик двухслойных грунтов при проектировании заземляющих устройств // Электроэнергетика глазами молодежи: труды VI междунар. науч.-технич. конф. (г. Иваново, 09–13 ноября 2015 г.) / По ред., д.т.н., проф. В.В. Тютикова. Иваново: Ивановский гос. энергетический ун-т им. В.И. Ленина. 2015. Т. 1. С. 400-403.
7. Веденеева Л.М., Чудинов А.В. Учет неоднородности грунта при проектировании заземляющих устройств в различных регионах Пермского края // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Сер. Электротехника, информационные технологии, системы управления. 2016. № 18. С. 136-152.
8. Бороздина Е.Д. Высокочастотные эффекты в полевых измерениях частотно-зависимых параметров грунта // Труды Кольского научного центра РАН. Сер. Технические науки. 2024. Т. 15, № 2. С. 93-100. DOI: 10.37614/2949-1215.2024.15.2.007.
9. ПУЭ Правила устройства электроустановок (ПУЭ). Изд. 7-е. М.: Изд-во НЦ ЭНАС. 2003. Ч. I. 330 с.
10. Клименко Т.Б. Высокочастотное заземляющее устройство полевых мобильных комплексов, адаптируемое к параметрам грунта // Техника радиосвязи. 2024. № 2(61). С. 51-64.
11. Варнаков С.А., Суслов К.Н., Ященко А.С., Кривальцевич С.В. Диэлектрические характеристики образцов почв Арктики и юга Западной Сибири // Радиотехника. 2022. Т. 86. № 8. С. 37-44. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202208-04.
12. СП 131.13330.2020 «СНиП 23-01-99 Строительная климатология» НИИСФ РААСН. Дата введения в действие 25.06.2021. 154 с.
13. СП 22.13330.2011 ОСНОВАНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ Минрегион России. М.: ОАО «НИЦ «Строительство». 2011. Дата введения 20.05.2011. 166 с.
14. Белов С.В. и др. Средства защиты в машиностроении: расчет и проектирование: Справочник. М.: Машиностроение. 1989. 368 с.