Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analysis of lightning current distribution in lightning protection system and connected installation

Karnas G., Wyderka S., Ziemba R., Filik K., Masłowski G.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2014

|

R. 90, nr 2

174--178

EN

The aim of this paper was to analyze lightning current distribution in a typical lightning protection system (LPS) and connected supplying electrical installation. Some preliminary tests done in 2012 for the real scale test house model equipped with the LPS and connected to the 15kV/400V supplying transformer station showed that the most of the current flew through the transformer grounding. Moreover, shapes of the current wave-forms in the LPS grounding rods were different from the surge, and strongly dependent of the transformer grounding characteristics. In order to make precise analysis a simple model of the LPS was prepared at the open test site. The model was a frame consisted of rectangular air terminals and two grounding rods. Transformer circuit was connected to the one side of the frame near the ground surface. The lightning stroke current was injected to the frame with application of 10/15 μs stroke generator of energy about 10 kJ. Measurement was done for several different configurations of the LPS, and for current amplitudes varied from 100 A up to 3 kA. The results indicated variation regarding both, the amplitude and the shape of the waveforms. The most significant changes were due to trans-former grounding influence. The rising time of the waveforms changed highly when the transformer was connected to the LPS. In correspondence to the current measurement total resistance was verified. The resistance was measured for several groundings individually and totally in respect to the generator surge location. Typical results were observed in this case. Further simulation was based on the evaluation of the generator current by the measured resistances in order to obtain theoretical currents in different points of the LPS. Direct comparison of measured and computed waveforms showed distinct character of the real circuit. Therefore, in order to improve current simulation accuracy the grounding system impedance should be considered rather than the pure resistance.

PL

Celem artykułu była analiza rozpływu prądu piorunowego w urządzeniu piorunochronnym oraz połączonej instalacji zasilającej. Testy generatorowe wykonane w 2012 roku na modelu domu wyposażonego w instalację odgromową oraz podłączonego do transformatora 15kV/400V pokazały, że największa część prądu udarowego odpływała do uziemienia transformatora. Kształty przebiegów prądowych w różnych punktach instalacji różniły się, były również bardzo zależne od rezystancji uziemienia stacji transformatorowej. W celu dokonania precyzyjniejszej weryfikacji przygotowano uproszczony model instalacji odgromowej w postaci prostokątnej ramki złożonej z dwóch zwodów połączonych z uziomami pionowymi. Obwód transformatora był połączony do jednego z uziemień ramki. Kilka odrębnych konfiguracji całego systemu zostało zbadanych dla prądów w zakresie od 100 A do 3 kA. Rezultaty uwidoczniły silną zmienność kształtu oraz amplitudy przebiegów prądowych. Największy wpływ miała wartość rezystancji transformatora. Zweryfikowano również wartość rezystancji poszczególnych elementów indywidualnie oraz rezystancję zastępczą całego systemu. Otrzymano wyniki zgodne z obliczeniami symulacyjnymi. Na bazie rezystancji oraz prądu na wyjściu generatora obliczono prądy teoretyczne w instalacji. Bezpośrednie porównanie z wartościami rzeczywistymi uwidoczniło pewne różnice. W celu poprawy dokładności odwzorowania rozpływu prądów konieczna jest weryfikacja z uwzględnieniem impedancji systemu, a nie wyłącznie rezystancji.

2

Analysis of lightning current distribution in lightning protection system and connected installation

Karnas G., Wyderka S., Ziemba R., Filik K., Maslowski G.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2014

|

R. 90, nr 1

122--126

EN

The aim of this paper was to analyze lightning current distribution in a typical lightning protection system (LPS) and connected supplying electrical installation. Some preliminary tests done in 2012 for the real scale test house model equipped with the LPS and connected to the 15kV/400V supplying transformer station showed that the most of the current flew through the transformer grounding. Moreover, shapes of the current wave-forms in the LPS grounding rods were different from the surge, and strongly dependent of the transformer grounding characteristics. In order to make precise analysis a simple model of the LPS was prepared at the open test site. The model was a frame consisted of rectangular air terminals and two grounding rods. Transformer circuit was connected to the one side of the frame near the ground surface. The lightning stroke current was injected to the frame with application of 10/15 μs stroke generator of energy about 10 kJ. Measurement was done for several different configurations of the LPS, and for current amplitudes varied from 100 A up to 3 kA. The results indicated variation regarding both, the amplitude and the shape of the waveforms. The most significant changes were due to trans-former grounding influence. The rising time of the waveforms changed highly when the transformer was connected to the LPS. In correspondence to the current measurement total resistance was verified. The resistance was measured for several groundings individually and totally in respect to the generator surge location. Typical results were observed in this case. Further simulation was based on the evaluation of the generator current by the measured resistances in order to obtain theoretical currents in different points of the LPS. Direct comparison of measured and computed waveforms showed distinct character of the real circuit. Therefore, in order to improve current simulation accuracy the grounding system impedance should be considered rather than the pure resistance.

PL

Celem artykułu była analiza rozpływu prądu piorunowego w urządzeniu piorunochronnym oraz połączonej instalacji zasilającej. Testy generatorowe wykonane w 2012 roku na modelu domu wyposażonego w instalację odgromową oraz podłączonego do transformatora 15kV/400V pokazały, że największa część prądu udarowego odpływała do uziemienia transformatora. Kształty przebiegów prądowych w różnych punktach instalacji różniły się, były również bardzo zależne od rezystancji uziemienia stacji transformatorowej. W celu dokonania precyzyjniejszej weryfikacji przygotowano uproszczony model instalacji odgromowej w postaci prostokątnej ramki złożonej z dwóch zwodów połączonych z uziomami pionowymi. Obwód transformatora był połączony do jednego z uziemień ramki. Kilka odrębnych konfiguracji całego systemu zostało zbadanych dla prądów w zakresie od 100 A do 3 kA. Rezultaty uwidoczniły silną zmienność kształtu oraz amplitudy przebiegów prądowych. Największy wpływ miała wartość rezystancji transformatora. Zweryfikowano również wartość rezystancji poszczególnych elementów indywidualnie oraz rezystancję zastępczą całego systemu. Otrzymano wyniki zgodne z obliczeniami symulacyjnymi. Na bazie rezystancji oraz prądu na wyjściu generatora obliczono prądy teoretyczne w instalacji. Bezpośrednie porównanie z wartościami rzeczywistymi uwidoczniło pewne różnice. W celu poprawy dokładności odwzorowania rozpływu prądów konieczna jest weryfikacja z uwzględnieniem impedancji systemu, a nie wyłącznie rezystancji.

3

Analysis of a simple grounding system installed in a multilayer soil

Karnas G., Masłowski G., Ziemba R., Wyderka S., Filik K.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Elektrotechnika

|

2012

|

z. 32 [287]

5--15

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.