Μελέτη γειώσεων τύπου ράβδου
Τα συστήματα γειώσεων αποτελούν βασικό στοιχείο για την προστασία οποιασδήποτε εγκατάστασης , είτε πρόκειται για ηλεκτρικές εγκαταστάσεις ισχύος , είτε για τηλεπικοινωνίες , είτε για αντικεραυνική προστασία. Ο ρόλος των γειώσεων είναι η απαγωγή και η διάχυση του κεραυνικού ρεύματος και των ρευμάτων...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2021
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/14904 |
| id |
nemertes-10889-14904 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Γειώσεις Γειώσεις ράβδου Κεραυνικά πλήγματα Αντίσταση εδάφους Grounding Rod type grounding Lightning strikes Ground resistance |
| spellingShingle |
Γειώσεις Γειώσεις ράβδου Κεραυνικά πλήγματα Αντίσταση εδάφους Grounding Rod type grounding Lightning strikes Ground resistance Καλούπης, Δημήτριος Μελέτη γειώσεων τύπου ράβδου |
| description |
Τα συστήματα γειώσεων αποτελούν βασικό στοιχείο για την προστασία οποιασδήποτε εγκατάστασης , είτε πρόκειται για ηλεκτρικές εγκαταστάσεις ισχύος , είτε για τηλεπικοινωνίες , είτε για αντικεραυνική προστασία.
Ο ρόλος των γειώσεων είναι η απαγωγή και η διάχυση του κεραυνικού ρεύματος και των ρευμάτων βραχυκύκλωσης μέσα στη γη , με ταχύτητα και ασφάλεια και η αποφυγή των επικίνδυνων υπερτάσεων στον περιβάλλοντα χώρο που θα μπορούσαν να πλήξουν τον άνθρωπο και να επιφέρουν υλικές ζημιές στον εξοπλισμό.
Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η προσομοίωση συστήματος γείωσης με ηλεκτρόδια τύπου ράβδου , σε ομοιογενή και πολυστρωματικά εδάφη με διαφορετικές ειδικές αντιστάσεις υπό την επίδραση κεραυνικού πλήγματος , το οποίο θεωρήθηκε ότι έχει την μορφή διπλοεκθετικής συνάρτησης η οποία ονομάζεται κρουστική συνάρτηση. Η προσομοίωση έγινε με τη χρήση του λογισμικού Comsol Multiphysics και είχε ως στόχο την αποτύπωση της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου και της πυκνότητας ρεύματος συναρτήσει του χρόνου αλλά και της απόστασης από το σημείο εφαρμογής του κεραυνικού πλήγματος για όλες τις περιπτώσεις διατάξεων γείωσης και το είδος του εδάφους.
Στο Kεφάλαιο 1 γίνεται μία περιγραφή του φαινομένου του κεραυνού. Πιο συγκεκριμένα ορίζεται η έννοια της ηλεκτρικής εκκένωσης, αναλύονται τα είδη των εκκενώσεων που συναντάμε και μερικές παράμετροι του κεραυνού και τέλος αναφέρονται οι συνέπειες των κεραυνικών πληγμάτων.
Στο Κεφάλαιο 2 γίνεται εισαγωγή στην έννοια των γειώσεων και τον ρόλο τους. Αναφέρονται οι παράγοντες που πρέπει να ληφούν υπ’ όψιν για την κατασκευή του συστήματος γείωσης τα δίαφορα έιδη και οι μέθοδοι γειώσεων καθώς και οι διάφοροι τύποι των ηλεκτροδίων γείωσης.
Επίσης , παρουσιάζονται ορισμένα χαρακτηριστικά μεγέθη των συστημάτων γείωσης: η αντίσταση γείωσης, που αποτελεί μέτρο της απόδοσής τους , η ειδική αντίσταση του εδάφους που τα περιβάλλει , η σύνθετη κρουστική αντίσταση και η κρίσιμη ένταση του ηλεκτρικού πεδίου.
5
Στο Κεφάλαιο 3 γίνεται μία σύντομη παρουσίαση του προγράμματος προσομοίωσης Comsol Multiphysics , όπου περιγράφονται τα βήματα για την εισαγωγή του μοντέλου στο περιβάλλον του προγράμματος , την επιλογή των υλικών, την εφαρμογή των μαθηματικών εξισώσεων , την διακριτοποίηση του μοντέλου και την επιλογή της κατάλληλης μελέτης για την έναρξη της προσομοίωσης.
Στο Κεφάλαιο 4 λαμβάνονται τα αποτελέσματα της προσομοίωσης όπου αναλύονται οι γραφικές παραστάσεις από τα σημεία μετρητικών που έχουμε ορίσει καθώς και 3D απεικονίσεις του μοντέλου. Τέλος , παρουσιάζεται ο σχολιασμός των παραπάνω αποτελεσμάτων για όλες τις περιπτώσεις που αναλύσαμε καθώς και μία προς μία ξεχωριστά.
Στο Κεφάλαιο 5 παρουσιάζονται τα συμπεράσματα με βάση τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων , όπου γίνεται σύγκριση όλων των περιπτώσεων γείωσης που αναλύθηκαν . |
| author2 |
Kaloupis, Dimitrios |
| author_facet |
Kaloupis, Dimitrios Καλούπης, Δημήτριος |
| author |
Καλούπης, Δημήτριος |
| author_sort |
Καλούπης, Δημήτριος |
| title |
Μελέτη γειώσεων τύπου ράβδου |
| title_short |
Μελέτη γειώσεων τύπου ράβδου |
| title_full |
Μελέτη γειώσεων τύπου ράβδου |
| title_fullStr |
Μελέτη γειώσεων τύπου ράβδου |
| title_full_unstemmed |
Μελέτη γειώσεων τύπου ράβδου |
| title_sort |
μελέτη γειώσεων τύπου ράβδου |
| publishDate |
2021 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/14904 |
| work_keys_str_mv |
AT kaloupēsdēmētrios meletēgeiōseōntypourabdou AT kaloupēsdēmētrios studyofrodtypegrounding |
| _version_ |
1771297303536074752 |
| spelling |
nemertes-10889-149042022-09-05T20:47:25Z Μελέτη γειώσεων τύπου ράβδου Study of rod type grounding Καλούπης, Δημήτριος Kaloupis, Dimitrios Γειώσεις Γειώσεις ράβδου Κεραυνικά πλήγματα Αντίσταση εδάφους Grounding Rod type grounding Lightning strikes Ground resistance Τα συστήματα γειώσεων αποτελούν βασικό στοιχείο για την προστασία οποιασδήποτε εγκατάστασης , είτε πρόκειται για ηλεκτρικές εγκαταστάσεις ισχύος , είτε για τηλεπικοινωνίες , είτε για αντικεραυνική προστασία. Ο ρόλος των γειώσεων είναι η απαγωγή και η διάχυση του κεραυνικού ρεύματος και των ρευμάτων βραχυκύκλωσης μέσα στη γη , με ταχύτητα και ασφάλεια και η αποφυγή των επικίνδυνων υπερτάσεων στον περιβάλλοντα χώρο που θα μπορούσαν να πλήξουν τον άνθρωπο και να επιφέρουν υλικές ζημιές στον εξοπλισμό. Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η προσομοίωση συστήματος γείωσης με ηλεκτρόδια τύπου ράβδου , σε ομοιογενή και πολυστρωματικά εδάφη με διαφορετικές ειδικές αντιστάσεις υπό την επίδραση κεραυνικού πλήγματος , το οποίο θεωρήθηκε ότι έχει την μορφή διπλοεκθετικής συνάρτησης η οποία ονομάζεται κρουστική συνάρτηση. Η προσομοίωση έγινε με τη χρήση του λογισμικού Comsol Multiphysics και είχε ως στόχο την αποτύπωση της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου και της πυκνότητας ρεύματος συναρτήσει του χρόνου αλλά και της απόστασης από το σημείο εφαρμογής του κεραυνικού πλήγματος για όλες τις περιπτώσεις διατάξεων γείωσης και το είδος του εδάφους. Στο Kεφάλαιο 1 γίνεται μία περιγραφή του φαινομένου του κεραυνού. Πιο συγκεκριμένα ορίζεται η έννοια της ηλεκτρικής εκκένωσης, αναλύονται τα είδη των εκκενώσεων που συναντάμε και μερικές παράμετροι του κεραυνού και τέλος αναφέρονται οι συνέπειες των κεραυνικών πληγμάτων. Στο Κεφάλαιο 2 γίνεται εισαγωγή στην έννοια των γειώσεων και τον ρόλο τους. Αναφέρονται οι παράγοντες που πρέπει να ληφούν υπ’ όψιν για την κατασκευή του συστήματος γείωσης τα δίαφορα έιδη και οι μέθοδοι γειώσεων καθώς και οι διάφοροι τύποι των ηλεκτροδίων γείωσης. Επίσης , παρουσιάζονται ορισμένα χαρακτηριστικά μεγέθη των συστημάτων γείωσης: η αντίσταση γείωσης, που αποτελεί μέτρο της απόδοσής τους , η ειδική αντίσταση του εδάφους που τα περιβάλλει , η σύνθετη κρουστική αντίσταση και η κρίσιμη ένταση του ηλεκτρικού πεδίου. 5 Στο Κεφάλαιο 3 γίνεται μία σύντομη παρουσίαση του προγράμματος προσομοίωσης Comsol Multiphysics , όπου περιγράφονται τα βήματα για την εισαγωγή του μοντέλου στο περιβάλλον του προγράμματος , την επιλογή των υλικών, την εφαρμογή των μαθηματικών εξισώσεων , την διακριτοποίηση του μοντέλου και την επιλογή της κατάλληλης μελέτης για την έναρξη της προσομοίωσης. Στο Κεφάλαιο 4 λαμβάνονται τα αποτελέσματα της προσομοίωσης όπου αναλύονται οι γραφικές παραστάσεις από τα σημεία μετρητικών που έχουμε ορίσει καθώς και 3D απεικονίσεις του μοντέλου. Τέλος , παρουσιάζεται ο σχολιασμός των παραπάνω αποτελεσμάτων για όλες τις περιπτώσεις που αναλύσαμε καθώς και μία προς μία ξεχωριστά. Στο Κεφάλαιο 5 παρουσιάζονται τα συμπεράσματα με βάση τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων , όπου γίνεται σύγκριση όλων των περιπτώσεων γείωσης που αναλύθηκαν . Earthing systems are a key element in protecting any installation, whether it is electrical, power, telecommunications or lightning protection. The role of earthing is to abduct and disperse lightning and short-circuiting currents through the earth, quickly and safely, and to avoid dangerous surges in the environment that could hit humans and cause material damage to equipment. The object of the present dissertation is the simulation of a grounding system with rod-type electrodes, in homogeneous and laminated soils with different specific resistances under the influence of lightning strike, which was considered to have the form of a double-exponential function called impact function. The simulation was performed using Comsol Multiphysics software and aimed to capture the electric field strength and current density as a function of time and distance from the point of application of lightning strike for all cases of grounding devices and soil type. Chapter 1 describes the lightning phenomenon. More specifically, the concept of electrical discharge is defined, the types of discharges we encounter and some parameters of lightning are analyzed and finally the consequences of lightning strikes are reported. Chapter 2 introduces the concept of earthing and their role. The factors to be considered for the construction of the earthing system, the various types and methods of earthing as well as the different types of earthing electrodes are listed. Also, some characteristic sizes of earthing systems are presented: the earthing resistance, which is a measure of their performance, the specific resistance of the ground that surrounds them, the impedance and the critical intensity of the electric field. Chapter 3 provides a brief overview of the Comsol Multiphysics simulation program, which describes the steps for introducing the model into the program environment, selecting materials, applying mathematical equations, distinguishing the model and selecting the appropriate study for the start of the simulation. 7 In Chapter 4 the results of the simulation are obtained where the graphs are analyzed from the measuring points we have defined as well as 3D illustrations of the model. Finally, the commentary of the above results is presented for all the cases we analyzed as well as one by one separately. Chapter 5 presents the conclusions based on the results of the simulations, where a comparison of all grounding cases analyzed is made. 2021-07-05T09:27:48Z 2021-07-05T09:27:48Z 2021-05-25 http://hdl.handle.net/10889/14904 gr application/pdf |
