presentation: fence grounding safety analysis

Διερεφνηςη Αςφάλειασ Μεθόδων Γείωςησ Φράχτη ΥΣ YT

Τενεκετηόγλου Ανδρζασ - Τηικασ Δθμιτριοσ Θεςςαλονίκθ 2013

Επιβλζπων κακθγθτισ: Π.Ν Μικρόπουλοσ

Άμεςθ ι ζμμεςθ γαλβανικι ςφνδεςθ

Ενεργοφ αγωγοφ με το ζδαφοσ

Αποτζλεςμα

Ανάπτυξθ βθματικϊν και τάςεων επαφισ

Σφάλμα Γησ

Σκoπόσ: Αςφάλεια από βθματικζσ και τάςεισ επαφισ

ςε περίπτωςθ ςφάλματοσ γθσ

- Εγκατάςταςθ θλεκτροδίου γείωςθσ

- Γείωςθ αγϊγιμων ανενεργϊν ςτοιχείων ΥΣ

- Επίςτρωςθ υλικοφ επιφάνειασ όπου κρίνεται απαραίτθτο

Πρότυπο: IEEEStd 80-2000

Σφςτημα Γείωςησ ΥΣ

Υπολογιςμοί γειώςεων

Υπολογιςμοί:

- Αντίςταςθ Γείωςθσ (Rg)

- Ανφψωςθ δυναμικοφ γθσ:

Κφριου θλεκτρόδιου γείωςθσ(GPR)

Αυτόνομου Ηλεκτροδίου γείωςθσ(DEP)

- Βθματικζσ και τάςεισ επαφισ ςτο φράχτθ

Προςομοιϊςεισ ςτο CYMgrd και GSA

Φράχτησ ΥΣ

Είναι προςβάςιμοσ ςτο ευρφ κοινό

Για αςφάλεια ςε περίπτωςθ ςφάλματοσ:

- Γείωςθ αγϊγιμου φράχτθ ΥΣ ςε:

α) αυτόνομο θλεκτρόδιο ι

β) πλζγμα γείωςθσ ΥΣ

- Επίςτρωςθ υλικοφ επιφάνειασ

όπου κρίνεται απαραίτθτο

Φράχτησ ΥΣ 150/20kV ρ=87.1Ωm (μονοςτρωματικό), Ιf=30kA, ΙG=24.8kA (πλζγμα γείωςησ)

Γείωςη φράχτη ωσ αυτόνομο ηλεκτρόδιο Γείωςη φράχτη ςτο πλζγμα γείωςησ ΥΣ

Φράχτησ ΥΣ 150/20kV Διαμόρφωςθ δυναμικοφ επιφάνειασ

Γείωςη φράχτη ωσ αυτόνομο ηλεκτρόδιο Γείωςη φράχτη ςτο πλζγμα γείωςησ ΥΣ

Φράχτησ ΥΣ 150/20kV

Γείωςθ ωσ αυτόνομο θλεκτρόδιο Γείωςθ ςτο πλζγμα γείωςθσ ΥΣ

χωρίσ επίςτρωςθ υλικοφ επιφάνειασ ( Εt70=251V, Es70=338V )

Αςφάλεια από: βθματικζσ και τάςεισ επαφισ βθματικζσ τάςεισ

Φράχτησ ΥΣ 150/20kV

Γείωςη φράχτη ωσ αυτόνομο ηλεκτρόδιο Γείωςη φράχτη ςτο πλζγμα γείωςησ ΥΣ (με επζκταςη πλζγματοσ γείωςησ)

ρ=87.1Ωm (μονοςτρωματικό), Ιf=30kA, ΙG=24.8kA (πλζγμα γείωςησ)

Φράχτησ ΥΣ 150/20kV Διαμόρφωςθ δυναμικοφ επιφάνειασ

Γείωςη φράχτη ωσ αυτόνομο ηλεκτρόδιο Γείωςη φράχτη ςτο πλζγμα γείωςησ ΥΣ

Φράχτησ ΥΣ 150/20kV

χωρίσ επίςτρωςθ υλικοφ επιφάνειασ ( Εt70=251V, Es70=338V )

Αςφάλεια από: βθματικζσ και τάςεισ επαφισ βθματικζσ τάςεισ

Γείωςθ ωσ αυτόνομο θλεκτρόδιο Γείωςθ ςτο πλζγμα γείωςθσ ΥΣ

Φράχτησ ΥΣ 400/150kV

Γείωςη φράχτη ςτο πλζγμα γείωςησ ΥΣ (επίδραςη γεωμετρίασ πλζγματοσ)

ρ=33.5Ωm (μονοςτρωματικό), Ιf=40kA, ΙG=29.2kA (πλζγμα γείωςησ)

Φράχτησ ΥΣ 400/150kV Επίδραςθ γεωμετρίασ πλζγματοσ γείωςθσ ςτισ:

τάςεισ επαφισ ςτον φράχτθ

0

200

400

600

800

1000

1200

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Etm

ax(V

)

T1-T16

εντόσ φρ.(Σενάριο 1) εντόσ φρ.(Σενάριο 2) εκτόσ φρ.(Σενάριο 1) εκτόσ φρ.(Σενάριο 2)

Φράχτησ ΥΣ 400/150kV Επίδραςθ γεωμετρίασ πλζγματοσ γείωςθσ ςτισ:

βθματικζσ τάςεισ ςτθν περιοχι του φράχτθ

0

100

200

300

400

500

600

700

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Esm

ax(V

)

A1-A12

Σενάριο 1 Σενάριο 2

Φράχτησ ΥΣ 400/150kV

χωρίσ επίςτρωςθ υλικοφ επιφάνειασ ( Εt70=233V, Es70=267V )

Αςφάλεια από: βθματικζσ και τάςεισ επαφισ βθματικζσ τάςεισ

Συμπεράςματα

Κριτιρια επιλογισ μεκόδου γείωςθσ φράχτθ - Αςφάλεια από βθματικζσ και τάςεισ επαφισ - Απόςταςθ φράχτθ από πλζγμα γείωςθσ ΥΣ - Τεχνικοοικονομικά κριτιρια

Συμπεράςματα

Γείωςθ ωσ αυτόνομο θλεκτρόδιο - Συνίςταται για αποςτάςεισ φράχτθ – πλζγματοσ γείωςθσ ΥΣ

μεγαλφτερεσ των 5m - Ζχει καλφτερα αποτελζςματα για ςυμμετρία ςτθν απόςταςθ

φράχτθ – πλζγματοσ γείωςθσ ΥΣ - Η απόκλιςθ κζςθσ φράχτθ – αυτόνομου θλεκτρόδιου γείωςθσ

οδθγεί ςε μεγαλφτερεσ τάςεισ επαφισ - Είναι οικονομικι μζκοδοσ - Προςοχι απαιτείται ςτθν αποφυγι ακοφςιασ γαλβανικισ ςφνδεςθσ

φράχτθ με ςτοιχεία που γειϊνονται ςτο πλζγμα ΥΣ

Συμπεράςματα

Γείωςθ ςτο πλζγμα ΥΣ - Συνίςταται για μικρζσ αποςτάςεισ φράχτθ – πλζγματοσ γείωςθσ ΥΣ - Ζχει καλφτερα αποτελζςματα με επζκταςθ πλζγματοσ γείωςθσ ςτο

εξωτερικό του φράχτθ. - Η βελτίωςθ γεωμετρίασ πλζγματοσ γείωςθσ ςτθν περιοχι του

φράχτθ μειϊνει τάςεισ επαφισ αλλά αυξάνει τισ βθματικζσ ςτο εξωτερικό του.

- Τοποκζτθςθ περιμετρικϊν αγωγϊν γείωςθσ του πλζγματοσ ςε μεγαλφτερο βάκοσ βελτιϊνει τισ βθματικζσ τάςεισ ςτον φράχτθ.

Αποκλίςεισ Προςομοιώςεων

- Μικρζσ αποκλίςεισ ςε Rg, GPR - Μεγαλφτερεσ και χωρίσ ομοιομορφία αποκλίςεισ ςε υπολογιςμό βθματικϊν και τάςεων επαφισ

Αιτία: Υπολογιςμόσ δυναμικοφ επιφάνειασ ςε διαφορετικι κζςθ

Ευχαριςτοφμε για τθν προςοχι ςασ

Γεωμετρία ςτροφήσ

Η απόκλιςθ κζςθσ φράχτθ – αυτόνομου θλεκτροδίου οδθγεί ςε μεγαλφτερεσ τάςεισ επαφισ

Αςφάλεια Φράχτη ΜΤ πιο δυςμενζσ το ςφάλμα ΜΤ για φράχτθ ΜΤ

Αυτόνομα Ηλεκτρόδια

Αυτόνομο ηλεκτρόδιο Επίδραςθ επζκταςθσ πλζγματοσ γείωςθσ

Τμηματική γείωςη φράχτη

Ειδική αντίςταςη εδάφουσ (ρ)

0

2

4

6

8

10

12

0

50000

100000

150000

200000

250000

300000

0 500 1000 1500 2000

Rg(

Ω)

Vo

lts

ρ(Ωμ)

GPR(Περίπτωςθ 2) GPR(Περίπτωςθ 1) DEP(Περίπτωςθ 1) Rg(Περίπτωςθ 2) Rg(Περίπτωςθ 1)

GPR, DEP, Et, Es: γραμμικι μεταβολι ςε ςχζςθ με ρ Όρια Αςφαλείασ: πολφ μικρι μεταβολι

Συμπζραςμα Θζλουμε χαμθλι ειδικι αντίςταςθ εδάφουσ

Προςομοιώςεισ

11 1 1 1

1

n

n nn n n

r r i u

r r i u

1

n

i G

i

i I

, 1,...,iu GPR i n

Για κφριο θλεκτρόδιο γείωςθσ:

rij: αμοιβαία αντίςταςθ rii: ιδία αντίςταςθ ii: διάχυςθ ρευματοσ ςφάλματοσ i ςτοιχείου ui: δυναμικό i ςτοιχείου n: ςφνολο ςτοιχείων