اعتبار سنجی مدار معادل RLC الکترودهای زمین در ترکیب با مقاومت ویژه معادل خاک های دولایه و کاربرد آن در تحلیل گذرای خطوط هوایی متصل به برقگیر در برخورد صاعقه

در این مقاله مدار های معادل تقریبی و دقیق برای الکترودهای زمین مدفون در خاک های دو لایه افقی ارائه می شود. در مدار معادل تقریبی، خاک دو لایه با مقاومت ویژه معادل تقریب زده شده سپس الکترود زمین با مدار معادل RLC جایگزین می شود در حالی که در روش دقیق، ابتدا امپدانس ورودی الکترود زمین در حوزه فرکانس با حل عددی معادلات ماکسول به دست می آید 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 می شود. به منظور استخراج بازه اعتباری مدار معادل تقریبی در خاک های دو لایه، تحلیل گذرای خطوط انتقال متصل به برقگیر در مجاورت خاک دو لایه انجام می شود، به گونه ای که الکترود زمین با دو الگوی دقیق و تقریبی جایگزین می شود. نتایج شبیه سازی نشان می دهد، هنگامی که ضخامت لایه اول خاک کمتر از m ۱ یا بیشتر از m ۲۰ باشد الگوی RLC منجر به نتایج قابل قبولی می شود. ضمنا تحلیل حساسیت روی ضخامت لایه اول خاک دو لایه نسبت به خاک تک لایه انجام می شود. نتایج نشان می دهد هنگامی که ضخامت لایه اول خاک بالاتر از m ۴۰ باشد، رفتار خاک دو لایه همانند تک لایه می باشد.

کلیدواژه ها:

مدار RLC ، الکترود زمین ، خطوط هوایی ، برقگیر ، خاک دو لایه ، صاعقه