Підвищення безпеки автономних електроустановок впровадженням методу розрахунку параметрів електролітичних заземлювачів

Автор(и)

  • Pavlo Budanov Українська інженерно-педагогічна академія вул. Університетська, 16, м. Харків, Україна, 61003, Україна https://orcid.org/0000-0002-1542-9390
  • Kostiantyn Brovko Харківський національний технічний університет сільського господарства імені Петра Василенка вул. Артема, 44, м. Харків, Україна, 61002, Україна https://orcid.org/0000-0002-9669-9316
  • Artem Cherniuk Українська інженерно-педагогічна академія вул. Університетська, 16, м. Харків, Україна, 61003, Україна https://orcid.org/0000-0003-2046-8754
  • Iryna Pantielieieva Українська інженерно-педагогічна академія вул. Університетська, 16, м. Харків, Україна, 61003, Україна https://orcid.org/0000-0003-2960-2358
  • Yuliya Oliynyk Українська інженерно-педагогічна академія вул. Університетська, 16, м. Харків, Україна, 61003, Україна https://orcid.org/0000-0002-5893-352X
  • Nataliia Shmatko Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» вул. Кирпичова, 2, м. Харків, Україна, 61002, Україна https://orcid.org/0000-0002-4909-252X
  • Pavlo Vasyuchenko ТОВ «Енергетик» вул. Харківських Дивізій, 14, м. Харків, Україна, 61091, Україна https://orcid.org/0000-0003-4850-1288

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.144925

Ключові слова:

процес заземлення, електролітичні заземлювачі, перколяційні і фрактальні властивості, нормоване опір

Анотація

Вирішено проблему підвищення безпеки в процесі заземлення автономних пересувних електроустановок. Розглянуто і досліджено існуючі методики розрахунку нормованого опору заземлювачів електроустановок. Виявлено їх основні недоліки: складність і громіздкість в обчисленнях; імовірнісний і приблизний характер; використання вихідних даних прийнятих для обчислення електрофізичних параметрів стаціонарних заземлювачів; не враховуються в розрахунках структурно - фазові будови грунту і об'єм електроліту. На основі застосування теорії перколяції і апарату фрактально - кластерної геометрії, змодельовано процес електролітичного заземлення в неоднорідних грунтах різної пористої структури, які володіють перколяційними і фрактальними властивостями. Розроблено фізичну модель процесу електролітичного заземлення, яка враховує властивості структури грунту при зміні фрактальної розмірності кластера в певному інтервалі, що утворює електролітичний заземлювач з нормованим опором. Показано, що модель провідності електролітичного заземлювача визначається електропровідністю грунту в перколяційних каналах пористої структури грунту і може розглядатися як функції від об'ємної концентрації електроліту і розміру об'ємної структури електролітичного кластера перколяції. Отримано аналітичні вирази для зв'язку нормованого опору електролітичних заземлювачів і питомого опору грунту з фрактальною розмірністю, об'ємом електроліту, кількістю пір з електролітом, щільністю геометричного об'ємного тіла. Удосконалено метод розрахунку електрофізичних параметрів електролітичних заземлювачів, на основі врахування головного лінійного розміру кластера електролітичного об'ємного тіла, який збігається з глибиною проникнення електроліту для різних структур грунту. Визначено умови провідності електролітичного заземлювача для забезпечення безпеки при експлуатації автономної пересувної електроустановки

Біографії авторів

Pavlo Budanov, Українська інженерно-педагогічна академія вул. Університетська, 16, м. Харків, Україна, 61003

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра фізики, електротехніки і електроенергетики

Kostiantyn Brovko, Харківський національний технічний університет сільського господарства імені Петра Василенка вул. Артема, 44, м. Харків, Україна, 61002

Кандидат технічних наук

Кафедра інтегрованих електротехнологій та процесів

Artem Cherniuk, Українська інженерно-педагогічна академія вул. Університетська, 16, м. Харків, Україна, 61003

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра фізики, електротехніки і електроенергетики

Iryna Pantielieieva, Українська інженерно-педагогічна академія вул. Університетська, 16, м. Харків, Україна, 61003

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра фізики, електротехніки і електроенергетики

Yuliya Oliynyk, Українська інженерно-педагогічна академія вул. Університетська, 16, м. Харків, Україна, 61003

Кандидат педагогічних наук

Кафедра фізики, електротехніки і електроенергетики

Nataliia Shmatko, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» вул. Кирпичова, 2, м. Харків, Україна, 61002

Кандидат економічних наук, доцент

Кафедра організації виробництва і управління персоналом

Pavlo Vasyuchenko, ТОВ «Енергетик» вул. Харківських Дивізій, 14, м. Харків, Україна, 61091

Кандидат педагогічних наук, доцент

Посилання

  1. Henaish, A., Attwa, M. (2018). Internal structural architecture of a soft-linkage transfer zone using outcrop and DC resistivity data: Implications for preliminary engineering assessment. Engineering Geology, 244, 1–13. doi: https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2018.07.018
  2. Anggoro, B., Burhan, J., Mohamad, R. T., Zulkefle, A. A. (2016). The bandung soil characteristics as a function of injection current frequency for electrical grounding systems. International Journal of Applied Engineering Research, 11 (2), 1361–1368.
  3. Colella, P., Pons, E., Tommasini, R. (2017). Dangerous touch voltages in buildings: The impact of extraneous conductive parts in risk mitigation. Electric Power Systems Research, 147, 263–271. doi: https://doi.org/10.1016/j.epsr.2017.03.006
  4. He, L., Shi, C., Yan, Z., Cui, J., Zhang, B. (2017). A Fault Section Location Method for Small Current Neutral Grounding System Based on Energy Relative Entropy of Generalized S-Transform. Diangong Jishu Xuebao/Transactions of China Electrotechnical Society, 32 (8), 274–280.
  5. Yang, T., Qiu, W., Li, J. (2015). Study of reducing ground resistance for transmission tower on rocky mountain tops with constrained area. IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering, 10 (3), 249–255. doi: https://doi.org/10.1002/tee.22080
  6. Takata, N., Knox, J., Sharma, P., Winkler, D. (2018). Combining Floating and Grounded LNG Plant, LNG Storage and Power Units Offshore for Gas Field Developments. Offshore Technology Conference. doi: https://doi.org/10.4043/28921-ms
  7. Kim, H.-G., Lee, B.-H. (2016). Improvements of Grounding Performances Associated with Soil Ionization under Impulse Voltages. The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers, 65 (12), 1971–1978. doi: https://doi.org/10.5370/kiee.2016.65.12.1971
  8. Ahmad, A., Saroni, M. R. A., Razak, I. A. W. A., Ahmad, S. (2014). A case study on ground resistance based on copper electrode vs. galvanized iron electrode. 2014 IEEE International Conference on Power and Energy (PECon). doi: https://doi.org/10.1109/pecon.2014.7062479
  9. Chanklin, W., Laowongkotr, J., Felipe Chibante, L. P. (2018). Electrical property validation of percolation modeling in different polymer structures of carbon-based nanocomposites. Materials Today Communications, 17, 153–160. doi: https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2018.09.004
  10. Wang, S., Zhang, J., Yue, X. (2018). Multiple robustness assessment method for understanding structural and functional characteristics of the power network. Physica A: Statistical Mechanics and Its Applications, 510, 261–270. doi: https://doi.org/10.1016/j.physa.2018.06.117
  11. Demin, V. I., Lomonosova, D. V. (2016). Primenenie poverhnostnyh perenosnyh zazemliteley elektroliticheskogo tipa dlya peredvizhnyh elektroustanovok. Trudy XIII Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy internet-konferencii. Penza, 308–314.
  12. Glebov, O. Yu., Kiprich, S. V., Koliushko, G. M., Plichko, A. V. (2017). Proverka sostoyaniya sistemy uravnivaniya potencialov energoob'ektov. Elektrooborudovanie: ekspluataciya i remont, 12, 32–41.
  13. Koliushko, G. M., Koliushko, D. G., Rudenko, S. S. (2014). K voprosu povysheniya tochnosti rascheta normiruemyh parametrov zazemlyayushchih ustroystv deystvuyushchih elektroustanovok. Elektrotekhnika i elektromekhanika, 4, 65–70.
  14. Budanov, P. F., Chernyuk, A. M. (2013). Eksperimental'noe opredelenie elektrofizicheskih parametrov poverhnostnyh elektroliticheskih zazemliteley peredvizhnyh elektroustanovok. Visnyk NTU «KhPI», 17 (990), 8–17.
  15. Chernyuk, A. M. (2015). Analiz metodov modelirovaniya strukturno-geometricheskih form provodyashchih poristyh sred. Energosberezhenie, energetika, energoaudit, 1, 46–53.
  16. Budanov, P. F., Cherniuk, A. M. (2012). Model perkoliatsiyi providnosti protsesu elektrolitychnoho zazemlennia. Systemy ozbroiennia i viyskova tekhnika, 2 (30), 123–128.
  17. Budanov, P. F., Chernyuk, A. M. (2014). Opredelenie parametrov elektroliticheskogo zazemleniya v peschanom grunte. Kharkiv, 122.
  18. Budanov, P., Brovko, K., Cherniuk, A., Vasyuchenko, P., Khomenko, V. (2018). Improving the reliability of information­control systems at power generation facilities based on the fractal­cluster theory. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (9 (92)), 4–12. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.126427

##submission.downloads##

Опубліковано

2018-10-19

Як цитувати

Budanov, P., Brovko, K., Cherniuk, A., Pantielieieva, I., Oliynyk, Y., Shmatko, N., & Vasyuchenko, P. (2018). Підвищення безпеки автономних електроустановок впровадженням методу розрахунку параметрів електролітичних заземлювачів. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(5 (95), 20–28. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.144925

Номер

Том 5 № 5 (95) (2018): Прикладна фізика

Розділ

Прикладна фізика

Ліцензія

Авторське право (c) 2018 Pavlo Budanov, Kostiantyn Brovko, Artem Cherniuk, Iryna Pantielieieva, Yuliya Oliynyk, Nataliia Shmatko, Pavlo Vasyuchenko

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.