Исследование сопротивления заземлителей с учетом нелинейности свойств грунта

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Цель. Разработка модели расчета сопротивления заземлителей с учетом нелинейных свойств грунта при различных внешних воздействиях, в том числе ударах молнии.

Материалы и методы. Для построения модели использован пакет ELCUT 6.5, позволяющий реализовать связанную нестационарную модель растекания тока и теплопередачи. Рассмотрено применение модели для решения трех задач исследования сопротивления одиночного вертикального заземлителя – в однородном грунте при действии грозового импульса, с учетом фундамента опор в неоднородном грунте и с учетом влияния температуры и влажности в однослойном грунте.

Результаты. Разработанная модель позволяет учесть все влияющие на удельное сопротивление грунта факторы и рассчитать значения сопротивления заземляющего устройства с их учетом. Результаты моделирования получили подтверждение при сопоставлении с работами других авторов.

Об авторах

Ирина Михайловна Карпова

Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I

Автор, ответственный за переписку.
Email: legiero@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1197-0753
SPIN-код: 7820-7708

кандидат технических наук, доцент

Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Kuklin DV. Some problems of lightning protection grounding for energy facilities. Bulletin of the Kola Science Center of the Russian Academy of Sciences. 2021;13(3):7-12. doi: 10.37614/2307-5228.2021.13.3.001
  2. Shishigin SL, Shishigin DS, Smirnov IN. Calculation of the number of lightning outages of a 110 kV overhead line. Electricity. 2023;9:22-30. doi: 10.24160/0013-5380-2023-2-27-36
  3. Gumerova NI, Kolychev AV, Khalilov FKh. Lightning protection of medium, high and ultra-high voltage electric networks (study guide). SPb: Publishing house of Polytechnic University; 2011. EDN: QMLXYX
  4. Gulov AM, Kolychev AV. Model of overhead power line support in lightning protection problems. Global energy. 2023;29(3):31-42. doi: 10.18721/JEST.29302
  5. Kuklin DV, Selivanov VN Numerical Analysis of the Influence of Power Transmission Line Support Parameters on the Overvoltage Level during a Direct Lightning Strike. Proceedings of the Kola Science Center of the Russian Academy of Sciences. 2014;3(22):46-53. EDN: UXRZMH
  6. Adamyan YuE, Bocharov YuN, Korovkin NV, et al. Influence of Grounding Device Characteristics on the Efficiency of Nonlinear Surge Arresters. Electrical Engineering. 2018;11:73-78. EDN: KVRYKX
  7. Khalilov F, Kotlyarov E. Lightning protection issues for 35-150 kV overhead power lines in the far north. Electric power. Transmission and distribution. 2015;4(31):60-63. EDN: UGBABV
  8. Boronin VN, Korovkin NV, Krivosheev SI, et al. Mathematical modeling of grounding devices under the action of pulsed currents. Bulletin of the Russian Academy of Sciences. Power engineering. 2013;6:80-89. EDN: RPXHFR
  9. Ivonin VV, Danilin AN. Nonlinear processes in soils during pulse current flow from ground electrodes. Proceedings of the Fersman scientific session of the GI KSC RAS. 2017;14:357-360. EDN: ZNHCPR
  10. Vendin SV, Soloviev SV, Kilin SV, Yakovlev AO. Modeling and analysis of lightning protection in case of an emergency lightning strike at an electrical substation. Electrical technologies and electrical equipment in the agro-industrial complex. 2021;68(3(44)):37-47. doi: 10.22314/2658-4859-2021-68-3-37-47
  11. Shishigin SL, Shishigin DS, Smirnov IN. Calculation of grounding devices taking into account ionization and frequency properties of the soil. Bulletin of the Russian Academy of Sciences. Power Engineering. 2022;6:46-63. EDN: QRBLNH doi: 10.31857/S0002331022060024
  12. Guide to protecting 6-1150 kV electrical networks from lightning and internal overvoltages. St. Petersburg: PEIPK Mintopenergo RF; 1999.
  13. Vedeneeva LM, Chudinov AV. Study of the influence of the main properties of soil on the resistance of grounding devices. Bulletin of Perm National Research Polytechnic University. Geology. Oil and Gas and Mining. 2017;16(1):89-100. doi: 10.15593/2224-9923/2017.1.10
  14. Krivosheev SI, Kolodkin IS, Magazinov SG, et al. Modeling of wave processes in a vertical ground electrode under lightning influence. Materials Science. Power Engineering. 2021;27(3):27-38. doi: 10.18721/JEST.27303
  15. Lebedev VD. Computer modeling and study of the characteristics of single natural ground electrodes. Bulletin of the Ivanovo State Power Engineering University. 2011;1:27-32. EDN: PFJWUN
  16. Shishigin SL, Novikova AN. Calculation of grounding resistance of foundations of overhead power line supports made of reinforced concrete mushroom-shaped footings in heterogeneous soil. Bulletin of the Research Institute of Direct Current. 2011;1(65):164-173. EDN: PAFZIL

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Геометрия расчетной модели

Скачать (54KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Изменение во времени тока с вертикального заземлителя длиной 5 м, при грозовом импульсе напряжения и разных значениях диэлектрической проницаемости грунта: сплошная линия , пунктирная –

Скачать (158KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Структура фундамента опоры из работы [15]

Скачать (70KB)
Метаданные

© Карпова И.М., 2025

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».