Комбінована методика зондування ґрунту в рамках контролю стану заземлювального пристрою
Вантажиться...
Дата
2022
DOI
doi.org/10.20998/2413-4295.2022.02.15
Науковий ступінь
Рівень дисертації
Шифр та назва спеціальності
Рада захисту
Установа захисту
Науковий керівник
Члени комітету
Видавець
Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут"
Анотація
Результатом вертикального електричного зондування є визначена геоелектрична структура ґрунту. Процедура зондування ґрунту регламентована в низці національних та міжнародних стандартів з випробування систем заземлення. Використання традиційної чотириелектродної симетричної установки Веннера дозволяє проводити дослідження на глибину до 1/3 величини розносу струмових електродів, чого недостатньо для коректного розрахунку параметрів системи заземлення. Альтернативою може бути використання установки Шлюмберже. Показано, що особливості цієї установки при використанні в рамках випробування систем заземлення стають недоліками: чутлива до локальних включень та вертикальної неоднорідності, складні формули для інтерпретації, відсутність прямої залежності між рознесенням електродів та глибиною зондування, а отже неможливість побудови універсальних палеток інтерпретації. Тому виникла необхідність створення методики зондування ґрунту в рамках контролю стану заземлювального пристрою з більшою глибинністю. В роботі було обґрунтовано необхідність такої розробки. На основі аналізу сформовано вимоги до процедури зондування ґрунту, яка має відповідати методиці електромагнітної діагностики систем заземлення. Показано, що однією з головним вимог є представлення результатів зондування у вигляді багатошарової геоелектричної структури з плоско-паралельними горизонтальними границями поділу. Запропоновано комбінований спосіб виконання зондування ґрунту, який засновано на поетапному використанні установок Веннера та Шлюмберже, що дозволило поєднати переваги та зменшити впливи недоліків цих установок в рамках контролю стану ЗП. Запропонована комбінована методика зондування ґрунту дозволяє збільшити глибину зондування від 1/3 величини розносу струмових електродів до 1/2 без залучення додаткових вимірювальних приладів, програмних засобів для інтерпретації та електротехнічного персоналу. При цьому тривалість виконання зондування для діючої підстанції буде становити 30-90 хвилин, що не збільшить загальну тривалість електромагнітної діагностики.
The result of vertical electrical sounding is the determined geoelectrical structure of the soil. The soil probing procedure is regulated in a number of national and international standards for testing grounding systems. The use of a traditional four-electrode symmetrical Wenner array configuration allows conducting research to a depth of up to 1/3 of the distance between current electrodes, which is not enough for the correct calculation of the parameters of the grounding system. An alternative can be the use of a Schlumberger array configuration. It is shown that the features of this array configuration, when used as part of the testing of grounding systems, become disadvantages: it is sensitive to local inclusions and vertical heterogeneity, necessary the complex formulas for interpretation, the absence of a direct relationship between the separation of electrodes and the probing depth, and therefore the impossibility of building universal palettes of interpretation. Therefore, there was a need to create a technique of probing the soil within the framework of monitoring the state of the grounding system with a greater depth. The work justified the need for such development. Based on the analysis, the requirements for the soil probing procedure were formed, which should correspond to the methodology of electromagnetic diagnostics of grounding systems. It is shown that one of the main requirements is the presentation of sounding results in the form of a multilayer geoelectrical structure with plane-parallel horizontal separation boundaries. A combined method of performing soil sounding is proposed, which is based on the step-by-step use of Wenner and Schlumberger array configurations, which made it possible to combine the advantages and reduce the effects of the disadvantages of these installations within the framework of monitoring the state of the grounding. The proposed combined technique of soil sounding allows to increase the depth of probing from 1/3 of the distance of the current electrodes to 1/2 without the involvement of additional measuring devices, interpretation software and electrical personnel. At the same time, the duration of procedure for an operating substation will be 30-90 minutes, which will not increase the total duration of electromagnetic diagnostics of grounding system.
The result of vertical electrical sounding is the determined geoelectrical structure of the soil. The soil probing procedure is regulated in a number of national and international standards for testing grounding systems. The use of a traditional four-electrode symmetrical Wenner array configuration allows conducting research to a depth of up to 1/3 of the distance between current electrodes, which is not enough for the correct calculation of the parameters of the grounding system. An alternative can be the use of a Schlumberger array configuration. It is shown that the features of this array configuration, when used as part of the testing of grounding systems, become disadvantages: it is sensitive to local inclusions and vertical heterogeneity, necessary the complex formulas for interpretation, the absence of a direct relationship between the separation of electrodes and the probing depth, and therefore the impossibility of building universal palettes of interpretation. Therefore, there was a need to create a technique of probing the soil within the framework of monitoring the state of the grounding system with a greater depth. The work justified the need for such development. Based on the analysis, the requirements for the soil probing procedure were formed, which should correspond to the methodology of electromagnetic diagnostics of grounding systems. It is shown that one of the main requirements is the presentation of sounding results in the form of a multilayer geoelectrical structure with plane-parallel horizontal separation boundaries. A combined method of performing soil sounding is proposed, which is based on the step-by-step use of Wenner and Schlumberger array configurations, which made it possible to combine the advantages and reduce the effects of the disadvantages of these installations within the framework of monitoring the state of the grounding. The proposed combined technique of soil sounding allows to increase the depth of probing from 1/3 of the distance of the current electrodes to 1/2 without the involvement of additional measuring devices, interpretation software and electrical personnel. At the same time, the duration of procedure for an operating substation will be 30-90 minutes, which will not increase the total duration of electromagnetic diagnostics of grounding system.
Опис
Ключові слова
підстанція, заземлювальний пристрій, вертикальне електричне зондування, геоелектрична структура грунту, установка Шлюмберже, установка Веннера, комбінована методика, substation, grounding system, vertical electrical sounding, geoelectrical structure soil, Wenner array configuration, Schlumberger array configuration, combined technique
Бібліографічний опис
Коліушко Д. Г. Комбінована методика зондування ґрунту в рамках контролю стану заземлювального пристрою / Д. Г. Коліушко, С. С. Руденко // Вісник Національного технічного університету "ХПІ". Сер. : Нові рішення в сучасних технологіях = Bulletin of the National Technical University "KhPI". Ser. : New solutions in modern technology : зб. наук. пр. – Харків : НТУ "ХПІ", 2022. – № 2 (12). – С. 100-104.