اعتبار‌سنجی مدار معادل RLC الکترودهای زمین در ترکیب با مقاومت ویژه معادل خاک‌های دولایه و کاربرد آن در تحلیل‌ گذرای خطوط هوایی متصل به برقگیر در برخورد صاعقه

نویسندگان

1 مربی، گروه برق، دانشکده فنی، دانشگاه اراک، اراک، ایران

2 استادیار، گروه برق، دانشکده فنی، دانشگاه اراک، اراک، ایران

doi
چکیده

در این مقاله مدار‌های معادل تقریبی و دقیق برای الکترودهای زمین مدفون در خاک‌های دو لایه افقی ارائه می‌شود. در مدار معادل تقریبی، خاک دو لایه با مقاومت ویژه معادل تقریب زده شده سپس الکترود زمین با مدار معادل RLC جایگزین می‌شود در حالی‌که در روش دقیق، ابتدا امپدانس ورودی الکترود زمین در حوزه فرکانس با حل عددی معادلات ماکسول به‌دست می‌آید سپس با استفاده از روش تطبیق بردار امپدانس ورودی با توابع کسری در حوزه فرکانس جایگزین شده و نهایتا مدار معادل دقیق الکترود در حوزه زمان حاصل می‌شود. به‌منظور استخراج بازه اعتباری مدار معادل تقریبی در خاک‌های دو لایه، تحلیل‌گذرای خطوط انتقال متصل به برقگیر در مجاورت خاک دو لایه انجام می‌شود، به گونه‌ای که الکترود زمین با دو الگوی دقیق و تقریبی جایگزین می‌شود. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد، هنگامی که ضخامت لایه اول خاک کمتر از m 1 یا بیشتر از m 20 باشد الگوی RLC منجر به نتایج قابل قبولی می‌شود. ضمنا تحلیل حساسیت روی ضخامت لایه اول خاک دو لایه نسبت به خاک تک‌لایه انجام می‌شود. نتایج نشان می‌دهد هنگامی که ضخامت لایه اول خاک بالاتر از m 40 باشد، رفتار خاک دو لایه همانند تک لایه می‌باشد.