بررسی و شبیه‌سازی چند پاره شدن شبکه زمین و تاثیر آن بر تغییر ولتاژهای گام و تماس در پست‌های فشارقوی با استفاده از روش اجزای محدود

وقوع خطاهایی نظیر اتصال کوتاه و عبور جریان‌های خطای نسبتاً بزرگ در شبکه‌های قدرت، امری اجتناب‌ناپذیر است، لذا طراحی شبکه زمین جهت تخلیه هر چه مناسب‌تر این جریان‌ها، باید با دقت کامل صورت پذیرد، به‌طوری‌که علاوه بر تامین مقاومت مناسب باعث افزایش بی‌رویه ولتاژ گام و تماس نگردد. شبکه زمین در پست‌های فشارقوی بایستی ایمنی افراد وتجهیزات را تامین نماید، لذا محاسبات طراحی و عملکرد صحیح و سالم شبکه باید با دقت مورد توجه قرار گیرد. ولتاژهای گام وتماس در پست‌های فشارقوی به‌شدت در حفظ ایمنی افراد تاثیرگذار می‌باشند، یکی از بدترین شرایطی که منجر به افزایش مقاومت الکتریکی کلی شبکه زمین می‌شود، چندپاره شدن شبکه زمین در اثر عواملی همچون خوردگی هادی‌ها می‌باشد. در این مقاله ضمن ارائه توضیحاتی پیرامون طراحی مناسب شبکه زمین پست فشارقوی، به شبیه‌سازی شبکه زمین یک پست فوق‌توزیع و اثر چندپاره شدن شبکه زمین در آن بر ولتاژهای گام و تماس در نرم‌افزار اجزای محدودcomsolmultiphysics پرداخته شده است.پس از انجام و بررسی شبیه‌سازی ملاحظه شد که ولتاژهای گام و تماس در شبکه‌های زمین دو تکه و سه تکه بسیار بیشتر و پرخطرتر نسبت به شبکه زمین سالم بوده و به‌طور خطرناکی تا بیش از48مقدار اولیه برابر می‌توانند افزایش یابند.

Investigation and Electromagnetic Modeling of Earth Grid Islanding and Its Effect on Touch and Step Voltage Profile Variation Using Finite Element Method

The earth grid at high voltage substations should provide safety for people and normal equipment operation, therefore design calculations should be consideredaccurately. Step and touch voltages are among the items that affect people’s safety at high voltage substations. Grounding is suitable so that in addition to having low electrical resistance to the ground, it does not increase the step and touch voltages. Among the factors that laed to an increase in the electrical resistance of the earth’s grid is the tearing of the earth’s grid due to factors such as corrosion of conductors. In this article we provide a description of the appropriate design of high voltage substations grid to simulate the overhead substation grid and its effect on step and touch voltages in ComsulMultiphysics software based on the finit element method. After performing the simulation,it is noticed  that the stepand touch voltages in the twoand threepiece earth’s grid are much higher than the healthy earth’s grid and about 48 times comparing with the normal grid.