Επαγόμενες υπερτάσεις από κεραυνούς σε υπόγειους μεταλλικούς αγωγούς

• Κύριος συγγραφέας: Πετράτου, Παναγιώτα
• Άλλοι συγγραφείς: Πυργιώτη, Ελευθερία
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2011
• Θέματα: Αντικεραυνική προστασία; Υπόγειοι μεταλλικοί αγωγοί; 621.381 044; Lightning protection; Underground metallic pipelines

Ο κεραυνός είναι μία ηλεκτρική εκκένωση ατμοσφαιρικής προέλευσης απλή ή πολλαπλή μεταξύ νέφους και γης. Αποτελεί ένα φυσικό φαινόμενο με επικίνδυνα αποτελέσματα για την ασφάλεια των ανθρώπων, των κτιρίων και των ηλεκτρικών συστημάτων. Αν και είναι τόσο παλιό όσο και ο πλανήτης μας, μπόρεσε να εξηγηθεί μόνο κατά τους τελευταίους δύο αιώνες. Από το 1753 όπου ο B. Franklin απέδειξε την ύπαρξη ατμοσφαιρικού ηλεκτρισμού μέχρι σήμερα, με πολλές μοντέρνες μεθόδους και πειράματα έχει αποκτηθεί αρκετή γνώση επάνω στο φαινόμενο αυτό και κατά συνέπεια έχουν αναπτυχθεί αρκετά ασφαλείς τρόποι προστασίας από τους κινδύνους ενός κεραυνού. Όταν ένας κεραυνός πλήξει το έδαφος, το ρεύμα του εκφορτίζεται στη μάζα της γης. Η τελική κατανομή του ρεύματος εξαρτάται κατά πολύ από την ανομοιογένεια του εδάφους, επειδή το ρεύμα θα ρέει όπου είναι πιο εύκολο δηλαδή κατά μήκος αγώγιμων κοιτασμάτων ή γεωλογικών σφαλμάτων που είναι διάχυτα σε έδαφος με μικρή αγωγιμότητα. Εξ αιτίας αυτού του γεγονότος, όταν υπάρχει ένας μεταλλικός αγωγός μεγάλου μήκους , η μεταλλική του επιφάνεια θα βραχυκυκλώσει τμήμα του ηλεκτρικού πεδίου που δημιουργείται στο έδαφος από πλήγμα κεραυνού. Το ρεύμα του κεραυνού συγκεντρώνεται στην επιφάνεια του αγωγού, ενώ το βάθος διείσδυσης του κεραυνού είναι κυρίως συνάρτηση της επικρατούσας ειδικής αντίστασης του εδάφους. Επίσης, ένας κεραυνός που πλήττει το έδαφος παράγει ένα μεταβαλλόμενο ηλεκτρομαγνητικό πεδίο, το οποίο επάγει τάσεις σημαντικού ύψους στους υπόγειους μεταλλικούς αγωγούς που βρίσκονται σε γειτνιάζουσα περιοχή με το σημείο του πλήγματος, οι οποίες θα καταπονήσουν τους υπόγειους αγωγούς προκαλώντας ακαριαία καταστροφή ή ισχυρή καταπόνηση οδηγώντας σε βαθμιαία φθορά. Σκοπός αυτής της διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη και η ανάλυση των επαγόμενων υπερτάσεων οι οποίες εμφανίζονται σε υπόγειους μεταλλικούς αγωγούς λόγω των κεραυνικών πληγμάτων. Για αυτούς τους λόγους κάνουμε μια εκτενή ανάλυση της δημιουργίας κεραυνών καθώς και των επιπτώσεών τους στη γήινη επιφάνεια. Ακόμη γίνεται αναφορά στο είδος των υπερτάσεων που δημιουργούνται από τους κεραυνούς καθώς και στο τρόπο με τον οποίο προστατεύονται οι υπόγειοι αγωγοί από τις υπερτάσεις. Στη συνέχεια με την χρήση του λογισμικού ATP-EMTP γίνεται ανάλυση των υπερτάσεων που δημιουργούνται στους αγωγούς όταν ένας κεραυνός πλήξει μια γειτονική γραμμή μεταφοράς. Η εργασία ολοκληρώθηκε με παρατηρήσεις επάνω στα αποτελέσματα των εξομοιώσεων.