Συγκριτική μελέτη διατάξεων γείωσης μέσης τάσης για τον περιορισμό των βηματικών τάσεων και τάσεων επαφής

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη μελέτη των συστημάτων προστασίας και γείωσης στα δίκτυα διανομής Μέσης Τάσης (ΜΤ), με στόχο τη διασφάλιση της ασφάλειας του προσωπικού και του εξοπλισμού, καθώς και τη βελτιστοποίηση της λειτουργίας του δικτύου υπό συνθήκες σφάλ-ματος. Αρχικά, γίνεται ανασκόπηση της δομής του δικτύου διανομής και των μέσων προστασίας, όπως οι διακόπτες αυτόματης επαναφοράς και οι ασφάλειες. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στους Διακόπτες Στε-ρεάς Κατάστασης (Solid State Circuit Breakers - SSCBs), οι οποίοι συγκρίνονται με τους συμβατι-κούς ηλεκτρομηχανικούς διακόπτες. Η ανάλυση καταδεικνύει ότι οι SSCBs προσφέρουν ταχύτερους χρόνους απόκρισης και περιορισμό του ρεύματος σφάλματος, συμβάλλοντας στη μείωση των ανα-πτυσσόμενων τάσεων επαφής και βήματος. Στη συνέχεια, αναλύεται το θεωρητικό υπόβαθρο των κινδύνων ηλεκτροπληξίας και της αξιολόγησης κινδύνου, καθώς και οι θεμελιώδεις αρχές σχεδίασης συστημάτων γείωσης βάσει διεθνών προτύπων (IEEE Std 80, EN 50522). Εξετάζονται τυπικές διατάξεις γείωσης του Ελληνικού δικτύου (ΔΕ-ΔΔΗΕ) και προτείνονται βελτιωμένες γεωμετρίες. Το κύριο ερευνητικό μέρος της εργασίας περιλαμβάνει προσομοιώσεις με τη χρήση των λογισμικών SES CDEGS (AutoGrid Pro) και DIgSILENT PowerFactory. Μελετήθηκαν τρία διαφορετικά σενά-ρια πλεγμάτων γείωσης (τυπικό, ενισχυμένο, και βελτιωμένο με πρόσθετα ηλεκτρόδια) σε δομές ομοιόμορφου και διστρωματικού εδάφους. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η πύκνωση του πλέγματος και η προσθήκη κατακόρυφων ράβδων μειώνουν σημαντικά τα επικίνδυνα αναπτυσσόμενα δυναμικά. Ωστόσο, σε εδάφη υψηλής ειδικής αντίστασης, κρίθηκε απαραίτητη η χρήση υλικού επιφανείας (π.χ. χαλίκι) για τη διατήρηση της τάσης επαφής και της βηματικής τάσης εντός των επιτρεπτών ορίων α-σφαλείας.