Using interpolation method to estimation step and touch voltage in grounding system

• Autorzy: Sikora, Roman , Markiewicz, Przemysław , Mączka, Mariusz , Pawłowski, Stanisław , Plewako, Jolanta

Warianty tytułu

PL

Wykorzystanie metody interpolacji do szacowania napięcia skokowego i dotykowego w układzie uziemiającym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article presents a methodology for calculating the step voltage on the ground surface above the grounding grid of an MV/LV substation. The calculations are performed by using the interpolation method based on the knowledge of the electric potential distribution. The electric potential distribution was determined for the grounding grid model using the finite element method in ANSYS program. The interpolating relationship of two variables allows the calculation of step voltage for any location of human feet.

PL

W referacie przedstawiono metodykę obliczenia napięcia korkowego na powierzchni gruntu nad uziomem stacji SN/nN. Obliczenia są wykonywane za pomocą interpolacji w oparciu o znajomość rozkładu potencjału elektrycznego. Rozkład potencjału elektrycznego został wyznaczony dla modelu uziomu z wykorzystaniem metody elementów skończonych w programie ANSYS. Wyznaczona zależność interpolująca dwóch zmiennych pozwala na odliczenie napięcia krokowego dla dowolnej lokalizacji stóp człowieka.

Słowa kluczowe

PL

uziom; napięcie krokowe; interpolacja; metoda elementów skończonych

EN

grounding grid; step voltage; interpolation; finite element method

• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2023
• Tom: R. 99, nr 2
• Strony: 263--266
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys.

Twórcy

autor

Sikora, Roman

• Lodz University of Technology, Institute of Electrical Power Engineering, 18/22 Stefanowski Str., 90-924 Lodz,

autor

Markiewicz, Przemysław

• Lodz University of Technology, Institute of Electrical Power Engineering, 18/22 Stefanowski Str., 90-924 Lodz,

autor

Mączka, Mariusz

• Department of Electronics Fundamentals, Rzeszow University of Technology, ul. W. Pola 2, 35-959 Rzeszów, Poland,

autor

Pawłowski, Stanisław

• Department of Electrodynamics and Electrical Machine Systems, Rzeszow University of Technology, ul. W. Pola 2, 35-959 Rzeszów, Poland,

autor

Plewako, Jolanta

• Department of Power Electronics and Power Engineering, Rzeszow University of Technology, ul. W. Pola 2, 35-959 Rzeszów, Poland,

Bibliografia

• [1] IEEE 80 Guide for Safety in AC Substation Grounding (2013).
• [2] IEEE Std 665-1995 Standard for Generating Stations Grounding (1996).
• [3] PN-EN-50522:2011 Earthing of power installations exceeding 1 kV a.c.
• [4] Sikora R., Markiewicz P. Reduction of step voltages of MV/LV substation grounding system based on shaping electric field, Archives of Electrical Engineering, vo.70(277), 3/2021, pp.601-615.
• [5] Szczęsny A., Korzeniewska E. Dobór metody do pomiaru rezystancji uziemienia, Przegląd Elektrotechniczny 2018, zeszyt 12, ISSN 0033-2097, doi: 10.15199/48.2018.12.39
• [6] Baka D.A., Uzunoglu K.N., Detecting and Avoiding Step Voltage Hazards, IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 30, no. 6, pp. 2519-2526 (2015).
• [7] Cardoso C., Rocha L., Leiria A., Teixeira P., Validation of an integrated methodology for design of grounding systems through field measurements, doi: 10.1049/oap-cired.2017.0452 (2017).
• [8] Datsios Z.G., Mikropoulos N.P., Safety performance evaluation of typical grounding configurations of MV/LV distribution substations, Electric Power Systems Research, vol. 150, pp. 36–44 (2017).
• [9] Meng X., Han P., Liu Y., Lu Z., Jin T., Working temperaturecalculation of single-core cable by nonlinear finite element method, Archives of Electrical Engineering, vol. 68(3), pp. 643–656 (2019).
• [10] Gazzanaa S.D., Bretasa S.A., Diasa A.D.G., Tellób M., Thomasc W.P.D., Christopoulos Ch., A study of human safety against lightning considering the grounding system and the evaluation of the associated parameters, Electric Power Systems Research, vol. 113, pp. 88–94 (2014).
• [11] Faleiro E., Asensio G., Denche G., Moreno J., Electric behavior of conductor systems embedded in finite inhomogeneous volumes scattered into a multilayered soil: The problem of High-Resistivity Ratios revisited,, Electric Power Systems Research, vol. 148, pp. 183–191 (2017).
• [12] Zhang B., Jiang Y., Wu J., He J., Influence of Potential Difference Within Large Grounding Grid on Fault Current Division Factor, IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 29, pp. 1752-1759 (2014).
• [13] Trifunovic J., Kostic M. B., An Algorithm for Estimating the Grounding Resistance of Complex Grounding Systems Including Contact Resistance, IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 51, pp. 5167 – 5174 (2015).
• [14] Khodra H.M., Salloumb G.A., Saraivac J.T., Matosc M.A., Design of grounding systems in substations using a mixed integer linear programming formulation, Electric Power Systems Research, vol. 79, pp. 126–133 (2009).
• [15] Rabaza O., Gómez-Lorente D., Pérez-Ocón, F. Peña-García A.(2016). A simple and accurate model for designing of public lighting with energy efficiency functions based on regression analysis, Energy, 107, 831 842.https://doi.org/10.1016/j.energy.2016.04.078

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2023.02.53