Analysis of a simple grounding system installed in a multilayer soil

• Autorzy: Karnas G. , Masłowski G. , Ziemba R. , Wyderka S. , Filik K.

Identyfikatory

DOI

10.7862/re.2012.1

Warianty tytułu

PL

Analiza prostego układu uziemienia pogrążonego w glebie wielowarstwowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of the paper is to analyze the influence of selected geoelectrical models on the correctness of a simple grounding system performance estimation. A comparison of different multilayer soil models used to compute grounding system resistance was made as an alternative to typical uniform and two-layer soil conceptions. Experimental tests of a simple grounding system are described. Preliminary measurements were conducted at the new open-air laboratory belonging to Rzeszow University of Technology (RUT), Poland. Finally, measurements of soil resistivity with the use of different methods and at the same time, the ground resistance measurements of simple grounding system were performed. Using the experimental data, a different multilayer soil models were proposed and the grounding resistances of the same grounding system were computed. In case of impact excitations characteristic for lightning currents, the potential distributions around the analyzed grounding system are shown for the selected multilayer soil, and then, the obtained simulation results were compared with the case of the corresponding uniform soil.

PL

Celem artykułu jest analiza wpływu wybranych modeli geoelektrycznych gruntu na poprawność symulacji prostego układu uziemienia. Szczegółowej analizie poddano typowe modele jednorodne oraz dwuwarstwowe, a następnie porównano je ze znacznie bardziej złożonymi koncepcjami gruntu wielowarstwowego. Uzyskane rezultaty odniesiono do wyników eksperymentalnych. Pomiary wykonano na poligonie badawczym w Hucie Poręby należącym do Politechniki Rzeszowskiej. Rezystywność gruntu na terenie poligonu uzyskano trzema metodami: Wennera, Schlumbergera oraz ogólną czteroelektrodową. Jednocześnie zmierzono rezystancję oraz rozkład potencjału wokół badanego układu uziemiającego. Na podstawie zebranych wyników zaproponowano kilka modeli geoelektrycznych gruntu, dla których odpowiednio wyznaczono rezystancje uziemienia. Dokonano również analizy obejmującej rozkład potencjału generowanego rozpływem prądu udarowego typowego dla wyładowań piorunowych. Uzyskane rezultaty porównano z wynikami dla gruntu jednorodnego.

Słowa kluczowe

EN

multilayer soil model; multilayer soil; resistivity; grounding system resistance; ground potential; lightning current

PL

model gruntu wielowarstwowego; grunt wielowarstwowy; rezystywność; rezystancja uziemienia; potencjał ziemi; wyładowanie piorunowe

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Elektrotechnika
• Rocznik: 2012
• Tom: z. 32 [287]
• Strony: 5--15
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Karnas G.

• Rzeszow University of Technology

autor

Masłowski G.

• Rzeszow University of Technology

autor

Ziemba R.

• Rzeszow University of Technology

autor

Wyderka S.

• Rzeszow University of Technology

autor

Filik K.

• Rzeszow University of Technology

Bibliografia

• 1. IEEE Power Engineering Society, „IEEE guide for measuring earth resistivity, ground impedance, and earth surface potentials of a ground system”, ANSI/IEEE Std 81-1983, USA 1983.
• 2. Summary Technical Refference, „Soil resistivity measurement and interpretation”, Safe Engineering Services & Technologies Itd, Montreal 1996.
• 3. Masłowski G., Bajorek J., Wyderka S., Developing of lightning research center in south-east part of Poland, Asia-Pacific International Conference on Lightning, Chengdu, Nov. 1-4, China 2011.
• 4. Masłowski G., Wyderka S., Rakov V.A., DeCarlo B.A., Li L., Bajorek J., Ziemba R., Experimental investigation and numerical modeling of surge currents in lightning protection system of a small residential structure, Journal of Lightning Research (in press).
• 5. Karnas G., Application of geoelectrical method to ground structure analysis, MS Diploma, Rzeszow, Poland 2011 (in Polish) (unpublished).
• 6. SES, Soil resistivity measurements, Safe Engineering Services & Technologies Itd. Montreal 2001.
• 7. CDEGS Engineering Guide, A simple substation grounding grid analysis, Safe Engineering Services & Technologies Itd, Montreal 2006.
• 8. SES, „RESAP user’s manual”, Safe Engineering Services & Technologies Itd, Montreal 2002.
• 9. Karnas G., Application of modern methods computing geoelectrical models to complex ground structure analysis, Electrical Review, 2011 (in press).
• 10. Jabłonski W., Electric shock prevention applied to the high voltage electroenergetic devices, WNT, Warszawa, Poland 1992 (in Polish).