Повышение эффективности линий электропередачи - важное условие обеспечения сельскохозяйственных объектов электрической энергией. За время развития систем передачи электрической энергии появились линии постоянного тока, линии переменного напряжения промышленной частоты и линии переменного напряжения повышенной частоты. Автор рассматривает особенности работы систем передачи электрической энергии, разработанных Всероссийским институтом электрификации сельского хозяйства, по однопроводным линиям электропередачи, работающим на повышенной частоте в диапазоне 5-20 кГц. Показано, что система позволяет передавать электрическую энергию по одному проводу с возвратом через плохо проводящие грунты на повышенной частоте. При этом отметили, что для работы однопроводной системы электропередачи требуется организовывать заземление. Установили, что отличительной особенностью работы заземления на повышенной частоте является то, что, кроме проводимости грунта, работает также диэлектрическая проницаемость его слоев. Это позволяет уменьшить размеры заземлителей или передавать электрическую энергию через плохо проводящие грунты с небольшими потерями. Приведены расчеты эффективности передачи электрической энергии. Определили, что эффективность передачи электрической энергии мощностью 10 кВт на частоте 10 кГц через сухой кремнезем может составлять 96,5 процента, в то время как на частоте 50 Гц эффективность передачи будет стремиться к нулю. Провели оценку коррозионных повреждений стальных электродов, размещенных в электролите на токах различной частоты. Приведены результаты эксперимента по влиянию повышенной частоты на цепи заземлителей. Установили, что на повышенной частоте 2,6 и 100 кГц коррозия электродов уменьшается по сравнению с частотой 50 Гц на 15-20 процентов, а по сравнению с постоянным током - в 60 раз. Это позволяет использовать в качестве заземлителей однопроводной линии электропередачи не только специальные электроды, но и сельскохозяйственные объекты.
Increasing efficiency of power transmission lines is an important factor for providing agricultural objects with electric power. During the development power transmission systems, lines direct current, lines alternating voltage of industrial frequency and lines of alternating voltage high frequency have appeared. The author considers some features of operation power transmission systems over single-wire transmission lines operating at high frequency in range of 5-20 kHz. The system allows to transmit electrical energy on one wire with return through low-conductivity grounds due to the high frequency. To operate a single-wire power transmission system, it is necessary to arrange grounding. A distinctive feature work of grounding at a high frequency is that in addition to conductivity of soil, dielectric permittivity of soil layers also works. This makes it possible to reduce size of switches earthing or to transmit electrical energy through low-conductivity grounds with small losses. Calculations of efficiency of electric energy transfer are given. Efficiency of transmission electric power of 10 kW at a frequency 10 kHz through dry silica can be 96.5 percent. When the frequency is 50 Hz, so efficiency of transmission electric power will tend toward zero. Corrosion damages of the steel electrodes placed in an electrolyte on currents of various frequency were estimated. Effect of high frequency on circuit of grounding switches was studied. If the high frequency equals 2.6 and 100 kHz, so the corrosion of electrodes decreases by 15-20 percent compared to the frequency of 50 Hz, and by 60 times in comparison with a constant current. Therefore as grounding conductors of a single-wire power line it is possible to use not only special electrodes, but also agricultural objects.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.