This paper presents transient response behavior and frequency-dependent ground impedance of a single carbon ground electrode. The ground impedance of the carbon ground electrode was measured as a function of frequency of injected currents and simulated by using the distributed parameter circuit model with due regard to the frequency-dependent soil parameters, and the transient response behavior of the carbon ground electrode against impulse currents were investigated. As a consequence, the frequency-dependent ground impedance of the carbon ground electrode showed the capacitive behavior, that is, the ground impedance decreases with increasing the frequency of injected currents and lowers at the fast front time of impulse current. It was found that the carbon ground electrode is effective in grounding system for lightning protection. The ground impedance simulated with due regard to the frequency-dependent soil parameters was in good agreement with the measured data. The adequacy of the simulation technique and the distributed parameter circuit model for the carbon ground electrode was verified. It is expected that the simulation methodology, which analyzes the frequency-dependent ground impedance of the carbon ground electrode proposed in this work, can be used in the design of a grounding system for protection against lightning.
KIEE International Transactions on Electrophysics and Applications
/
제4C권5호
/
pp.207-214
/
2004
This paper presents the characteristics of transient and effective impulse impedances for deeply driven grounding electrodes used in soil with high resistivity or in downtown areas. The laboratory test associated with the time domain performance of grounding piles subjected to a lightning stroke current has been carried out using an actual-sized model grounding system. The ground impedances of the deeply driven ground rods and grounding pile under impulse currents showed inductive characteristics, and the effective impulse ground impedance owing to the inductive component is higher than the power frequency ground impedance. Both power frequency ground impedance and effective impulse ground impedance decrease upon increasing the length of the model grounding electrodes. Furthermore, the effective impulse ground impedances of the deeply driven grounding electrodes are significantly amplified in impulse currents with a rapid rise time. The reduction of the power frequency ground impedance is decisive to improve the impulse impedance characteristics of grounding systems.
The parameters of Debye's equation were applied to analyze the frequency-dependent ground impedance of horizontally-buried wires. We present a new method, based on Debye's equation, of analyzing the effect of polarization on frequency-dependent ground impedance. The frequency-dependent ground impedances of a horizontally-buried wire are directly measured and calculated by applying sinusoidal current in the frequency range of 100 Hz to 10 MHz. Also, the results obtained in this work were compared with the data calculated from empirical equations and commercial programs. A new methodology using the delta-gap source model is proposed in order to calculate frequency-dependent ground impedance when the ground current is injected at the middle-point of the horizontal ground electrode. The high frequency ground impedance of horizontal electrodes longer than 30 m is larger or equal to its low frequency ground resistance. Consequently, the frequency-dependent ground impedance simulated with the proposed method is in agreement with the experimental data, and the validity of the computational simulation approach is confirmed.
This paper describes the measurement and analysis of ground impedance according to arrangement of auxiliary probe around ground grid using the fall-of-potential method and the testing techniques to minimize the measuring errors are proposed. The fall-of-potential method involves passing a current between a ground electrode and a current probe, and then measuring the voltage between a ground electrode and a potential probe. To minimize interelectrode influences due to mutual resistances, the current probe is a generally placed at a substantial distance from the ground electrode under test. In order to analyze the effects of ground impedance due to the arrangement of auxiliary probe and frequency, ground impedances were measured in case that the arrangements of auxiliary probe were straight line, perpendicular line, and horizontal line. The distance of current probe was located from 10[m] to 200[m] and the measuring frequency was ranged from 55[Hz] to 513[Hz]. As a consequence, the ground impedance increases with increasing the distance from the ground electrode to the point to be tested, but the ground impedance decreases with increasing the frequency.
The ground resistance has been used as a method of estimating the capability of counterpoise. When transient currents blow through a ground electrode, it is reasonable to evaluate the performance of ground electrode system as a ground impedance instead of ground resistance. However, the measurement method of ground impedance for counterpoise is not clearly presented. This paper describes the measurement method of ground impedance considering the earth mutual resistances and AC mutual coupling. When we measure the ground impedance, the error due to earth mutual resistances depends on the distance between the auxiliary electrodes and the electrode under test. The measurement accuracy of high frequency ground impedance is mainly influenced by the location of the current electrode and the potential electrode.
This paper presents the transient behaviors of grounding system impedance against lighting impulse currents. The dynamic characteristics of the deeply driven ground rod and grounding grid subjected to the impulse current with various rise time were investigated. It was found that the transient ground impedance strongly depends on the configuration and size of grounding electrodes and the shapes of impulse currents, and the inductance of grounding electrodes has a significant affect on the transient ground impedance of grounding system in the short time domain.
In order to analyze the frequency dependance of ground impedance in grounding grids for lightning and surge protection, a novel method for measuring the ground impedance as a function of frequency were experimentally investigated. The experiments were carried out in rectangular grounding grids with $6{\times}8$ conductors of 22 $mm^2$ buried at a depth of 0.5 m. The test current was injected by the variable frequency inverter whose frequency is linearly controlled for the established period in the range of 5∼500 KHz. The amplitude and phase of ground impedance were calculated from the waveforms of the test current and ground potential rise measured by the band-pass filter tuned in a specific frequency. The frequency dependence of ground impedance was mainly caused by the inductive current flowing through grounding conductors over the frequency of 100 KHz. The proposed measurement method of ground impedance would be applicable to evaluate the transient response characteristics in lightning protection grounding systems.
A ground electrode subjected to lightning surge current shows the transient impedance behaviors. The ground electrode for protection against lightning should be evaluated in view of the transient grounding impedance and conventional grounding impedance, not ground resistance. The transient impedance characteristics of ground electrodes are influenced by the shape of ground electrode and the soil characteristics, as well as the waveform of lightning surge current. In order to propose a simulation method of analyzing the transient impedance characteristics of the grounding system in practical use, this paper suggests a theoretical analysis method of distributed parameter circuit model to simulate the transient impedance characteristics of counterpoise subjected to lightning surge current. EMTP and Matlab programs were employed to compute the transient grounding impedances of three counterpoises with different lengths. As a consequence, the simulated results using the proposed distributed parameter circuit model are in good agreement with the measured results.
A systematic approach of measurement, modeling and analysis of grounding system impedance is presented. The measurement and analysis system of ground impedance is based on a computer aided technique. The ground impedances of the ground rod are considerably dependent on the frequency. The ground impedance is mainly resistive in the frequency range of 3-20 kHz. At higher frequencies, the reactive components of the ground impedances are no longer negligible and the inductance of the ground rod was found to be the core factor deciding the ground impedance. As a consequence, the equivalent circuit model based on the measured data was proposed, and the calculated results were in approximately agreement with the measured data.
The measurement system of ground impedance is based on a computer aided technique. The magnitude and phase of ground impedance were determined by the novel measurement and analysis using the revised fall-of-potential method. The ground impedances of the ground rod of 30 m long are considerably dependent on the frequency. The ground impedance is mainly resistive in the frequency range of 3-20 kHz. At higher frequencies, the reactive components of the ground impedances are no longer negligible and the inductance of the ground rod was found to be the core factor deciding the ground impedance.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.