Здравствуйте!

Читал тут про дугогасительные катушки, включаемые между нейтралью трансформатора и землёй в сетях с изолированной, точнее, компенсированной нейтралью. Не могу до конца переварить, что из себя представляют ёмкостные токи в таких сетях. Насколько я понял из прочитанных материалов, в любых ЛЭП всегда присутствуют утечки тока через активное и ёмкостное сопротивление ЛЭП. С утечками через активное сопротивление всё ясно - любые изоляторы имеют, хоть и очень большое, но конечное сопротивление, поэтому эти изоляторы тоже в какой-то степени являются проводниками, через которые проходит небольшой ток. Но вот с пониманием ёмкостных токов у меня туговато:

Допустим, натянуты у нас над землёй три фазных провода, между которыми имеется воздушная прослойка. Тогда любую пару из этих проводов можно рассматривать как две обкладки конденсатора, а воздушную прослойку между ними - как диэлектрик между обкладками этого конденсатора. Поскольку электрическое сопротивление воздуха не бесконечно, через него(воздух) также происходят микроутечки по следующим путям:

фаза А -> воздух -> фаза В
фаза А -> воздух -> фаза С
фаза В -> воздух -> фаза С

фаза А -> воздух -> земля -> фаза В
фаза А -> воздух -> земля -> фаза С
фаза В -> воздух -> земля -> фаза С

Предположим, одну из фаз коротнуло на землю. Тогда между изолированной нейтралью трансформатора и землёй возникнет фазное напряжение, а напряжение между оставшимися двумя фазами и землёй возрастёт до линейного напряжения сети, что чревато пробоем изоляции нашего "конденсатора". Естественно, ни к чему хорошему это не приведёт, поэтому между нейтралью транса и землёй включают катушку индуктивности. При замыкании одной из фаз на землю в месте замыкания будет протекает два типа токов - ёмкостный ток, равный геометрической сумме ёмкостных токов трёх фаз, и индуктивный ток, протекающий через дугогасящую катушку. Если сопротивление катушки подобрать равным(в идеале) сопротивлению ёмкости сети, индуктивный ток в месте замыкания полностью скомпенсирует ёмкостный ток, поскольку токи эти будут равны по амплитуде, но противоположны по фазе. В результате однофазное замыкание не перерастёт в двух-, а то и трёхфазное. Логика мне ясна. "Так какого тогда чёрта ты создал этот топик?", - спросите Вы. А непонятно мне вот что:

Почему токи, проходящие через воздушную прослойку между проводами, носят ёмкостный характер? Ведь эту самую воздушную прослойку между проводниками можно представить в виде обычного активного сопротивления, высокоомного резистора. В моём понимании ёмкостный ток - это ток заряда\разряда конденсатора. Такой ток опережает по фазе напряжение на четверть периода именно за счёт того, что по мере заполнения обкладок конденсатора зарядами вместимость этих обкладок уменьшается, поэтому при минимальном напряжении ток будет максимальным, и наоборот, при максимальном напряжении ток будет равен нулю. Если же рассматривать ток утечки, протекающий через диэлектрик конденсатора, разве будет этот ток иметь свойства ёмкостного тока? Ведь протекать он будет по замкнутой цепи, сквозь конденсатор, обкладки конденсатора вкупе с диэлектриком будут представлять из себя обычный резистор с активным сопротивлением для такого тока. Разве нет?

Например, 250 км кабельная линия Baltic Cable между Швецией и Германией работает на постоянном токе. Иначе, при переменном токе имели бы место большие потери на емкостной ток.
В ЛЭП токи утечки << емкостного тока...

А хотя бы порядок величин вы пытались прикинуть?

Когда вы рассматриваете замыкание, то нужно рассматривать емкости между проводами и землей. Емкости которые между самими проводами обуславливает зарядную мощность линии. А емости между проводами и землей образуют емкостной ток утечки.

Компенсация тока однофазного замыкания не отменяет повышенного напряжения между землей и неповрежденными фазами.

Активное сопротивление, только одна из составляющих полного сопротивления реального конденсатора. Загуглите "схема замещения конденсатора". Так что то активное сопротивление, о котором вы говорите, не отменяет наличия емкости и индуктивности у реального конденсатора. В зависимости от соотношения величин ими можно пренебрегать, а можно и учитывать. Так вот при расчете тока однофазного КЗ сопротивлением диэлектрика пренебрегают и считают только емкость.

Большое спасибо!
Это именно тот ответ, после прочтения которого у меня возникло просветление. Получается, что провода и земля вкупе представляют собой вполне реальный конденсатор, и ёмкостным током является именно ток, протекающий между "обкладками" этого конденсатора, а не ток утечки через воздушную прослойку, как мне представлялось до этого.

Но у меня имеется ещё один вопрос по теме:
Почему опасность пробоя изоляции проводов возникает лишь в случае замыкания на землю? Да, между неповреждёнными фазами и землёй возникает линейное напряжение, но и при нормальном режиме работы сети это напряжение присутствует между фазными проводами, расположенными в непосредственной близости друг от друга.

Дело не в изоляции между фазами, а в изоляции между фазой и землей. Провода разделены изоляторами от заземленных частей опоры. Если речь о кабеле, то в месте прикосновения проводников - двойная изоляция. В нормальном режиме к изолятору на опоре приложено фазное напряжение линии. При однофазном замыкании оно повышается до линейного. Если изолятор хороший - он выдержит, а если уже дефекты появились, то повышение напряжения его добьет.


Если речь о 110 кВ и выше, то чтобы изоляторы выдерживали линейное - их надо много. Поэтому в высоковольных установках изоляция считается на нормальный режим, а чтобы не было повышения напряжения в аварийных ситуациях - применяют заземленную нейтраль.

Спасибо, вопросов больше нет.