Συμβολή στην κυκλωματική προσέγγιση του ιονισμού του εδάφους

Abstract

Ο σχεδιασμός ενός ασφαλούς συστήματος γείωσης για μία εγκατάσταση ηλεκτρικής ισχύος προϋποθέτει τον προσδιορισμό της αντίστασης γείωσης. Ο ιονισμός του εδάφους είναι ένας από τους παράγοντες που έχουν επωφελή επίδραση στην ειδική αντίσταση του εδάφους και, κατ’ επέκταση, στην αντίσταση ενός συστήματος γείωσης, ειδικά για κακές συνθήκες του εδάφους. Στην παρούσα διπλωματική εργασία, υλοποιούνται με τη χρήση του λογισμικού ATP-EMTP ισοδύναμα κυκλώματα συστημάτων γείωσης σε διαφόρους τύπους εδαφών, βάσει τριών μοντέλων κυκλωματικής προσέγγισης του ιονισμού και προσομοιώνεται η κρουστική τους απόκριση όταν υπόκεινται σε κρουστική τάση. Στη συνέχεια, συγκρίνονται τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων με δύο σειρές πειραματικών μετρήσεων και γίνεται αξιολόγηση των μοντέλων κυκλωματικής προσέγγισης του ιονισμού βάσει αυτών των συγκρίσεων. Για το μοντέλο το οποίο εμφανίζει τη μεγαλύτερη απόκλιση μεταξύ των αποτελεσμάτων της προσομοίωσης και των μετρήσεων, εξετάζονται οι δυνατότητες βελτίωσής του, ενώ προτείνεται και ένα νέο συνδυαστικό μοντέλο κυκλωματικής προσέγγισης του ιονισμού. Τέλος, εξάγονται συμπεράσματα για το κάθε μοντέλο ξεχωριστά.

The design of a safe earthing system for an electrical power installation requires the determination of the grounding resistance. Soil ionization is one of the factors having beneficial effect on soil resistivity and, therefore, on the resistance of an earthing system, especially under poor soil conditions. In the present diploma thesis, equivalent circuits of earthing systems embedded in various soil types are implemented, using ATP-EMTP software and based on three circuit approximation models of soil ionization, and their impulse response when they are subjected to impulse voltage is simulated. Subsequently, the simulation results are compared with two series of experimental measurements and the circuit approximation models of soil ionization are evaluated taking into account the above-mentioned comparisons. For the model with the largest deviation between simulation and measurements, the possibilities for its improvement are considered, whereas a new combinatory circuit approximation model of soil ionization is proposed. Finally, conclusions for each model are drawn.