• 조명전기설비학회논문지
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• 제25권4호
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• pp.97-103
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• 2011

The most important object of grounding systems is to protect human being from electric shock. Touch and step voltages are measured to evaluate the performances of grounding systems. Dangerous voltages have been largely studied by the power frequency fault currents, on the other hand, the ground current containing the high frequency components and surge currents haven't been considered. Many attempts about the grounding impedances reported in these days show that the performance of the grounding systems in high frequency range is very different with the ground resistance. It is necessary to analyze the dangerous voltages formed by the ground currents containing high frequency components. In this paper, the ground surface potential rises near the vertical and horizontal grounding electrodes are measured at the frequency of 100[Hz], 30[kHz], and 100[kHz]. Dangerous voltages are investigated with the frequency-dependent grounding impedance. As a result, the ground surface potential rise is increased as the grounding impedance increases. Touch and step voltages near the grounding electrode whose impedance increases with the frequency are sharply raised.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제28권6호
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• pp.68-74
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• 2014

The electrical parameters of soils are highly dependent on the various factors such as types of soil, chemical compositions, moisture content, temperature, frequency, and so on. The analysis of soil parameters is of fundamental importance in design of grounding systems. In this paper, we present the experimental results of frequency-dependent impedance, resistivity, permittivity of soils as functions of types of soil and moisture content. The impedance and resistivity of soils are decreased as the moisture content and the frequency increase. In particular, the variation of the soil resistivity with the frequency is pronounced in the conditions of high resistivity and low moisture content. On the contrary, the permittivity of soils are sharply decreased with increasing the frequency below 10kHz and the frequency-dependent permittivity of soils are highly changed in the conditions of high moisture and low resistivity.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제26권3호
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• pp.73-79
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• 2012

A counterpoise is commonly employed in grounding systems installing near the ground surface of low resistivity soils and radial-type counterpoises are used in the limited space. Recently some studies on the evaluation of ground impedance of paralleling ground electrodes have carried out, but the data for providing the frequency-dependent ground impedances considering potential interferences are not yet sufficient. In order to provide the information about the design of grounding systems for surge protection, the simulations of the frequency-dependent ground impedance of various shaped counterpoises are carried out by using the distributed parameter circuit model including the effect of potential interferences. This paper presents the theoretical simulations and actual experiments of the frequency-dependent ground impedance of paralleling and 3 or 4-arms star counterpoises. The accuracy of the simulation methodology is examined by the comparison with the measured results, and the results show a good agreement between the simulation and the experiment.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제24권4호
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• pp.73-80
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• 2010

접지임피던스는 접지전극의 크기를 증가시켜도 낮아지지 않고, 토양의 특성과 주파수 조건에 따라 접지 임피던스가 최소값을 보이는 접지전극의 길이가 존재하며, 이 접지전극의 길이를 각 토양 특성과 주파수에 따른 임계길이라 한다. 본 논문에서는 대지구조의 조건을 고려하는 새로운 분포정수회로모델을 제안하였으며, 새로이 제안된 해석모델을 적용하여 MATLAB프로그램으로 수직접지전극의 임계길이와 접지임피던스를 해석하였다. 그 결과, 수직접지전극의 임계길이와 접지임피던스의 주파수의존성에 대한 대지구조의 영향이 크며, 접지시스템의 최적 설계를 위해서는 대지구조를 고려하는 것이 바람직한 것으로 밝혀졌다.

• 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
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• 한국조명전기설비학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.57-60
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• 2008

A design criterion of grounding systems is commonly based on low frequency resistance in Korea. When lightning surges which have high frequency components are injected into the grounding system, the grounding impedance is greatly different from the static grounding resistance. This paper presents the grounding adimittance and phase on the frequency range from 100 [Hz] to 15 [MHz] using water tank simulating the grounding system in different water resistivities. As a result, capacitive effect is dominant over the frequency of 100 [kHz] at the water resistivity of 1,000 [$\Omega$ m]. On the other hand, the inductive characteristics appear at the low water resistivity. Consequently, dependence of grounding impedances on the frequency of injected current is strongly related to resistivity.

• 전자공학회논문지
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• 제51권12호
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• pp.197-203
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• 2014

뇌격전류가 정보통신설비의 접지시스템에 유입되었을 때 발생하는 과도전위상승에 대한 해석은 접지시스템을 효과적으로 설계하기 위해서 요구되는 사항 중에 하나이다. 접지시스템의 성능은 보통 접지시스템의 전기적 특성을 나타내는 접지임피던스와 과도전위상승으로 평가된다. 뇌격전류의 입사점에 따른 접지임피던스를 계산하는 방법을 제안하였다. 뇌격전류가 수평접지전극의 중앙에 입사되는 경우 델타갭소스 모델을 이용하여 접지임피던스를 계산하였다. 디바이 모델(Debye Model)을 이용하여 주파수의존적인 토양 파라미터를 적용할 수 있는 프로그램을 제안하였다. 그 이유는 접지시스템의 성능을 분석하는 상용프로그램은 주파수 의존적인 토양 파라미터 특성을 적용할 수 없기 때문이다. 동일한 조건에서의 시뮬레이션 결과의 신뢰성을 확인하기 위해서 실험을 수행하였다. 마지막으로, 토양 파라미터의 주파수의존성을 반영한 접지임피던스를 이용하여 뇌격전류파형에 따른 수평접지전극의 과도전위상승을 분석하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제22권8호
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• pp.109-115
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• 2008

현재 우리나라의 접지시스템의 설계기준은 낮은 주파수에서 측정된 저항값을 기반으로 한다. 고주파 성분을 포함하는 뇌서지가 접지시스템에 인가되면, 접지임피던스는 정상상태의 저항과 매우 다르게 된다. 이 논문은 접지시스템의 고주파 성능에 대한 물의 저항률의 영향을 파악하기 위하여 대지를 모의하는 수조를 이용하여 물의 저항률에 따른 어드미턴스의 주파수 의존성을 기술하였다. 500[${\Omega}{\cdot}m$] 이상의 높은 물의 저항률에서 용량성 효과에 의해 주파수가 증가함에 따라 어드미턴스와 컨덕턴스가 증가하는 것으로 나타났다. 반면에, 500[${\Omega}{\cdot}m$] 미만의 낮은 저항률에서는 유도성 효과에 의해 주파수가 증가함에 따라 어드미턴스와 컨덕턴스가 감소하는 것으로 나타났다. 또한 200[kHz]에서 5[MHz]에 이르는 주파수 범위에서 전류와 전압의 위상차가 증가하는 것으로 나타났다. 결론적으로, 접지시스템의 주파수 의존성은 대지의 저항률과 밀접한 관계가 있으며, 주파수와 대지저항률이 접지시스템의 성능에 미치는 영향에 대한 고려가 필요하다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제23권9호
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• pp.67-74
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• 2009

뇌전류와 같이 고주파성분을 함유한 서지전류나 전자통신기기의 전자기장해를 유발하는 고주파 이상전류에 대하여 접지전각은 주파수에 의존적인 상당히 복합적인 입피던스의 특성을 보인다. 접지전극의 접지임피던스는 접지전극의 크기를 증가시켜도 낮아지지 않고, 대지의 특성과 주파수 조건에 따라 접지임피던스가 최소값을 보이는 접지전극의 길이가 존재하며, 이 접지전극의 길이를 대지의 특성과 주파수 조건에 대한 임계길이라 정의한다. 본 논문에서는 분포정수회로모델을 이용하여 수직접지전극과 수평접지전극의 임계길이를 산정하였으며, 실험결과와의 비교를 통해 타당성을 확인하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제28권2호
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• pp.76-83
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• 2014

This paper deals with the numerical method of calculating the frequency-dependent impedances of grounding electrodes. The proposed electromagnetic field approach is based on the solutions to Maxwell's equations obtained from the method of moment in the frequency domain. In order to evaluate the quality of the proposed simulation method, the frequency-dependent impedances of horizontally-buried ground electrodes were presented. The program for calculating the current distributions and impedances of grounding electrodes was implemented in MATLAB. The grounding impedances of two 10m and 50m long horizontal ground electrodes were measured and simulated in the frequency range from 100Hz to 10MHz for easy analysis and comparison. Also the simulated results were compared with those calculated from a sophisticated computer program CDEGS (HIFREQ module). As a result, the resultant results of frequency-dependent impedances obtained by using the numerical simulation method proposed in this work are in good agreement with experimental data. The validity of the approach techniques was confirmed.

• 대한전기학회논문지:전력기술부문A
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• 제49권6호
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• pp.289-297
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• 2000

This paper presents a comparison on the resistance and characteristics of transient response of grounding systems under surge currents using frequency domain electromagnetic field analysis software package and field test. Analysis is done by computer model, based on electromagnetic field theory approach, that accurately takes into account frequency dependent characteristics of the system. The transient performance of three grounding systems is analyzed by comparison of frequency dependent impedance and the maximal transient GPR. A double exponential lighting surge current is injected at one corner of the grounding systems. The transient GPRs a rod grounding systems are higher than mesh or electrolytic grounding systems. Af field test, the results of resistance measurement and time-variant of ground resistance slightly reduce electorlytic grounding systems less than rod and mesh grounding systems.