| Περίληψη: | Η αντικεραυνική προστασία των ανεμογεννητριών, αποτελεί ένα πρόβλημα με αρκετές ιδιαιτερότητες, εξαιτίας της μορφής και της τοποθέτησης των κατασκευών αυτών σε μέρη που είναι ευάλωτα σε κεραυνικά πλήγματα και πολλές φορές σε εδάφη που παρουσιάζουν δυσμενείς συνθήκες γείωσης. Για αυτούς τους λόγους, η γείωση των ανεμογεννητριών χρήζει ιδιαίτερης προσοχής και διεξάγονται συνεχώς έρευνες για την αποτελεσματικότητα και βελτίωση των συστημάτων της αντικεραυνικής προστασίας τους.
Αντικείμενο της παρούσης εργασίας, είναι η εξομοίωση της μεταβατικής συμπεριφοράς του συστήματος γείωσης μια ανεμογεννήτριας. Σκοπός της είναι να υπολογιστούν και να μελετηθούν η βηματική τάση και η τάση επαφής που αναπτύσσονται στον άνθρωπο που βρίσκεται κοντά στην ανεμογεννήτρια, σε περίπτωση που η αυτή δεχθεί κεραυνικό πλήγμα.
Η ανάλυση των αναπτυσσόμενων βηματικών τάσεων και των τάσεων επαφής, έγινε για διάφορα κεραυνικά πλήγματα στην ανεμογεννήτρια, με διαφορετικές τιμές ρεύματος κορυφής και για διαφορετικά υλικά κατασκευής των θεμελίων της. Στο τέλος γίνεται σύγκριση των μετρήσεων της αναπτυσσόμενης βηματικής τάσης και της τάσης επαφής για τις διάφορες περιπτώσεις και αναφέρονται πιθανές επιπτώσεις που θα έχουν για τον άνθρωπο.
Για την προσομοίωση του συστήματος γείωσης χρησιμοποιήθηκε το μοντέλο της κυκλωματικής προσέγγισης, σύμφωνα με το οποίο τα ηλεκτρόδια γείωσης παριστάνονται από κατανεμημένα κυκλώματα, αποτελούμενα από εν σειρά επαγωγές και αντιστάσεις, καθώς και εγκάρσιες αγωγιμότητες και χωρητικότητες. Για το ανθρώπινο ισοδύναμο μοντέλο, χρησιμοποιήθηκε η σύνθεση συνδυασμών ηλεκτρικών στοιχείων, καθένα από τα οποία αναπαριστά συγκεκριμένο μέρους του σώματος.
Η μοντελοποίηση του συστήματος, έγινε στον υπολογιστή χρησιμοποιώντας το πρόγραμμα προσομοίωσης ATP-EMTP, ενώ οι τιμές των διαφόρων μεγεθών του, υπολογίστηκαν με τη βοήθεια του Microsoft Excel.
Αναλυτικότερα:
Στο κεφάλαιο 1, γίνεται μια εισαγωγή στην έννοια της γείωσης, η εξοικείωση του αναγνώστη με βασικούς όρους, καθώς επίσης αναφέρονται τα διάφορα είδη και συστήματα γείωσης και τα είδη των ηλεκτροδίων γείωσης. Επίσης γίνεται μια αναφορά στις ιδιαιτερότητες προστασίας των ανεμογεννητριών και τις διατάξεις γείωσης αυτών.
Στο κεφάλαιο 2, παρουσιάζονται η αντίσταση γείωσης, η ειδική αντίσταση του εδάφους, η κρουστική σύνθετη αντίσταση και η κρίσιμη ένταση του ηλεκτρικού πεδίου, τα οποία είναι τα κύρια στοιχεία που επηρεάζουν την απόκριση των συστημάτων γείωσης.
Στο κεφάλαιο 3, γίνεται μια αναφορά στους μηχανισμούς διάσπασης του εδάφους και αναλύεται εκτενέστερα το φαινόμενο του ιονισμού του εδάφους, καθώς και τα μοντέλα τα οποία χρησιμοποιούνται για τη μοντελοποίηση του.
Στο κεφάλαιο 4, παρουσιάζονται τα μοντέλα, βάσει των οποίων γίνεται η προσομοίωση των συστημάτων γείωσης. Αρχικά γίνεται μια αναφορά στα πρωτοεμφανιζόμενα μοντέλα προσομοίωσης των ηλεκτροδίων γείωσης κι έπειτα αναλύονται τα μεταγενέστερα μοντέλα της κυκλωματικής προσέγγισης, της προσέγγισης ηλεκτρομαγνητικού πεδίου, της προσέγγισης της γραμμής μεταφοράς καθώς και της υβριδικής προσέγγισης.
Στο κεφάλαιο 5, γίνεται μια αναφορά στην έννοια της ηλεκτροπληξίας, στην επικινδυνότητα του ηλεκτρικού ρεύματος για τον άνθρωπο, στην αγώγιμη φύση του ανθρώπινου σώματος και στις παρενέργειες που μπορεί να επιφέρει η διέλευση ηλεκτρικού ρεύματος μέσω αυτού στον άνθρωπο.
Στο κεφάλαιο 6, παρουσιάζονται τα χαρακτηριστικά του συστήματος γείωσης που εξομοιώνεται σε αυτήν την εργασία και τα ισοδύναμα του συστήματος και του ανθρώπου όπως δημιουργήθηκαν στο πρόγραμμα εξομοίωσης ATP-EMTP.
Στο κεφάλαιο 7, παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της εξομοίωσης για κάθε περίπτωση, υπό μορφή διαγραμμάτων, και συνοψίζονται σε πίνακες και γραφήματα. Έπειτα γίνεται η ανάλυση και η σύγκρισή τους και στο τέλος παρατίθενται οι παρατηρήσεις και τα συμπεράσματα.
|
|---|
