A Simplified Method for Calculating the Impedance of Vertical Grounding Electrodes Buried in a Horizontally Stratified Multilayer Ground

Caetano, C.E.F.; Batista, Raphael; Paulino, José Osvaldo Saldanha; Boaventura, Wallace C.; Lopes, Ivan J. S.; Cardoso, E.N.

doi:10.1109/iclp.2018.8503460

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“…l * = h for i = 1 and l * = L v − h for i = 2) and µ r ≈ µ 0 . The equivalent resistivity can be calculated by the Blattner's formula, given by (Caetano et al, 2018):…”

Section: Lumped Approach For Vertical Electrodes In a Stratified Soilmentioning

confidence: 99%

“…Based on the Eqs (6) and ( 7) and on the condition (8), the critic length (L crit ) for the case 1-composed by a homogeneous soil of 1,000 Ωm, and for the stratified soils, in cases 2, 3 and 4, are shown in Table 2. For these last cases, the equivalent resistivities ρ eq are calculated based on the Endrenyis's abacus which depends on the first layer thickness h (Caetano et al, 2018). For all cases, the horizontal electrode is represented by N = 30 π-circuits, which results in the elementary lengths (l e ) of 1 m, and that value satisfies condition (8).…”

Section: Transient Voltages On the Grounding Gridsmentioning

confidence: 99%

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Transient Voltages on Grounding Grids buried in Stratified Soils

Araújo

Azevedo

Filho

et al. 2020

Anais Do Congresso Brasileiro De Automática 2020

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Grounding grids (GG) play a fundamental role in the protection of personnel and prevention of damages in equipment during surge transients on substations caused by lightning discharges on power systems. In this context, a precise GG modeling must consider several factors such as the arrangement and the soil compacted in stratified layers. This paper proposes a lumped approach for GG buried in several stratified soils to compute the transient node voltages when subjected to lightning strikes. The vertical and horizontal electrodes are modelled separately by lumped circuit approach. The vertical electrode impedances buried in a stratified soil are computed by the numerical Method of Moments (MoM) in the full-wave electromagnetic software FEKOR , directly in frequency domain, and then, an electric circuit is obtained by the Vector Fitting technique. The horizontal electrodes are modelled based on the electromagnetic radiation theory, where each segment of the electrode can be regarded as a lamental currentcarrying conductor. Lightning currents of fast and slow-front waveforms, are employed in the simulations. Results show that when stratified soils are considered, the differences of the transient voltage peaks, in comparison with the ones calculated for the homogeneous soil is more pronounced as the thickness of soil decreases.

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“…l * = h for i = 1 and l * = L v − h for i = 2) and µ r ≈ µ 0 . The equivalent resistivity can be calculated by the Blattner's formula, given by (Caetano et al, 2018):…”

Section: Lumped Approach For Vertical Electrodes In a Stratified Soilmentioning

confidence: 99%

Section: Transient Voltages On the Grounding Gridsmentioning

confidence: 99%

Transient Voltages on Grounding Grids buried in Stratified Soils

Araújo

Azevedo

Filho

et al. 2020

Anais Do Congresso Brasileiro De Automática 2020

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“…Al dividir (3) y ( 4), obtenemos la impedancia a tierra, denominada de impedancia harmónica, 𝑍 ℎ (𝑠) del electrodo y es dado por [8], [11]:…”

Section: Modelado Del Sistema De Aterramientounclassified

“…En la literatura [8], [11], [14], muchos autores han propuesto diferentes enfoques de parámetros distribuidos para representar electrodos de conexión a tierra. Basado en la Fig.…”

Section: Modelado Del Sistema De Aterramientounclassified

“…El GPR es definido como el producto de la corriente impulsiva y la impedancia del electrodo, siendo el parámetro más importante para seguridad de personas en/o próximas de las subestaciones eléctricas o torres de transmisión. Para el cálculo de GPR, la descarga atmosférica es modelada por una fuente de corriente impulsiva presentada por la función de Heidler, dada en la ecuación (11). DOI: https://doi.org/10.21754/tecnia.v30i2.789 TECNIA Vol.30 N°2 July-December 2020…”

Section: Calculo Del Gpr Para El Eletrodo Verticalunclassified

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Análisis de Sobretensiones Resultantes de Descargas Atmosféricas para Suelos Dependientes de la Frecuencia

Leon

Araújo

Kurokawa

et al. 2020

TEC

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En este trabajo se presenta un estudio comparativo de la impedancia de un electrodo vertical enterrado en un suelo homogéneo donde los parámetros eléctricos (resistividad y permisibilidad) son dependientes de la frecuencia en relación a los mismos con parámetros constantes. Para su cálculo, es llevado en consideración que el electrodo vertical se puede interpretar como una línea de transmisión (LT) cuyos los parámetros eléctricos son distribuidos por unidad de longitud. Así, la impedancia del electrodo es computada como siendo la impedancia harmónica de LT en función de la frecuencia. Una vez obtenidas las impedancias de aterramiento del electrodo, y empleando una técnica de mínimos cuadrados, se las representan por circuitos eléctricos directamente en el dominio del tiempo. La ventaja de usar este tipo de representación es que el modelo puede insertarse fácilmente en software del tipo EMTP para el análisis de los transitorios electromagnéticos. Así, se calculan las elevaciones de potencial en el aterramiento para una descarga atmosférica incidente en el electrodo. Adicionalmente, una descarga atmosférica es inyectada en el topo de una torre de transmisión aterrada por un electrodo vertical, para evaluar las tensiones en los brazos de la estructura y en su base. Los resultados muestran que las tensiones son significativamente modificadas por la presencia del suelo con parámetros dependientes de la frecuencia, en especial las amplitudes, y que un análisis preciso del transitorio en los sistemas eléctricos debe llevar en cuenta ese fenómeno.

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