Электроснабжение карьеров производится несколькими видами схем распределительных сетей:

• радиальные;
• магистральные;
• комбинированные.

Рис. 1. Обобщенная схема электроснабжения карьера, где АД – асинхронная нагрузка; СД – синхронная нагрузка; ВУ – вентильные преобразователи; ТР-Р трансформаторные подстанции; ЭВС – электровзрывная сеть; ДТП – двигатели постоянного тока (электровозы).

Характерной особенностью электроустановок карьера является расположение их на значительной площади (до 10 км²) и глубине (до 500 м). Основные электроприемники (экскаваторы, буровые станки) непрерывно или периодически перемещаются.

Для питания электроприемников переменного тока применяют напряжение 6000-10000 В и 380 В.

Для повышения безопасности эксплуатации распределительные сети карьеров напряжением до и свыше 1000 В выполняют с изолированной нейтралью трансформаторов.

Основными элементами системы электроснабжения карьера являются: одна или несколько главных понизительных подстанций (ГПП), центральные распределительные подстанции (ЦРП), карьерные линии электропередачи (ЛЭП), карьерные распределительные пункты (КРП), передвижные комплектные подстанции (ПКТП), приключательные пункты (ПП), передвижные пункты защиты (ППЗ).

Величина тока однофазного замыкания (ОЗЗ) прямопропорциональна разветвленности сети, в которой оно возникает, что вытекает из известного выражения для определения его величины, которая определяется суммарной емкостью сети.

Рис. 2. Емкость кабельной сети в зависимости от сечения кабеля

Более конкретно, величина ОЗЗ определяется суммарной емкостью всей сети, в которой оно возникает и емкостью электрооборудования, подключенного к данной ступени напряжения.

На рисунках  2 и 3 приведены зависимости удельных емкостей для воздушных и кабельных линий.

На основе анализа электрических сетей карьеров установлено, что суммарная длина кабельных и воздушных линий в карьере может составлять до 15-20 км, при соотношении длин воздушной и кабельной линий 1:1.

С учетом соотношений реальных емкостей электрических  линий и электрооборудования в работе был сделан вывод о том, что:

• при наличии только воздушных линий и электрооборудования оценка величины токов ОЗЗ должна производиться с учетом емкости электрооборудования;
• при наличии только кабельных линий и электрооборудования при оценке распределения токов ОЗЗ можно пренебречь емкостью электрооборудования, причем погрешность определения тока не будет превышать одного процента;

Рис. 3. Емкость воздушной сети в зависимости от высоты подвеса линии

• при наличии кабельных и воздушных линий емкостью электрооборудования, подсоединенного к кабельным линиям, при оценке распределения тока ОЗЗ можно пренебречь.

Обратный ток однофазного замыкания в сети с изолированной нейтралью распределяется по всей сети того уровня напряжения, на котором произошло замыкание.

Следовательно, для определения зоны проникновения тока ОЗЗ в землю необходимо знать границы сети.