Abstract
In order to evaluate the performance of a grounding system against lightning or fault currents including high frequency components, the grounding impedance should be considered rather than the steady state ground resistance. To evaluate the ground impedance, the frequency dependence of resistivity and relative dielectric constant of the soil have to be analyzed. This paper deals with the frequency dependence of the resistivity and relative dielectric constant of three types of soil on water content. As a result, the resistivity of soil is getting lower with increasing of water content. It is nearly independent of the frequency in the range less than 1[MHz], and is decreased over the frequency range above 1[MHz]. On the other hand, the relative dielectric constant is rapidly decreased with the frequency in the range less than 1[MHz], but it is nearly independent on the frequency over the range of 1[MHz]. It was found from the experiments that the frequency-dependant resistivity and relative dielectric constant of soil should be considered when designing the grounding systems for protection from lightning or switching surges.
고주파수성분을 포함하는 뇌격전류나 또는 고장전류에 대한 접지시스템의 성능을 평가하기 위해 접지저항보다는 접지임피던스에 대한 고려가 필요하다. 접지임피던스를 평가하기 위해서는 토양의 저항률과 비유전율의 주파수의존성이 규명되어야 한다. 본 논문은 3가지 다른 토양에 대하여 수분함유량에 따른 저항률과 비유전율의 주파수의존성을 나타낸다. 결론적으로 토양의 저항률은 수분함유량이 증가함에 따라서 작아지게 되고, 1[MHz]보다 낮은 주파수에서 거의 변화하지 않으며 1[MHz]이상의 주파수에서는 감소한다. 반면에 비유전율은 1[MHz]이하의 주파수에서 매우 급격하게 감소하며, 1[MHz]이상의 주파수에서는 거의 변화하지 않는 것으로 나타났다. 본 실험 결과로 부터 낙뢰 또는 개폐서지에 대한 보호를 목적으로하는 접지시스템의 설계시 토양의 저항률과 비유전율을 고려하는 것이 바람직한 것으로 밝혀졌다.