Ứng dụng mô hình đường dây truyền tải và phương pháp phân sai phần hữu hạn vào việc nghiên cứu quá độ trong hệ thống nối đất

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

HỒ ĐỨC HUẤN

ỨNG DỤNG MƠ HÌNH ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI VÀ
PHƯƠNG PHÁP SAI PHÂN HỮU HẠN VÀO VIỆC
NGHIÊN CỨU QUÁ ĐỘ TRONG HỆ THỐNG NỐI ĐẤT

CHUYÊN NGÀNH : THIẾT BỊ, MẠNG VÀ NHÀ MÁY ĐIỆN
MÃ SỐ NGÀNH

: 60 52 50

LUẬN VĂN THẠC SỸ

TP. HỒ CHÍ MINH, THÁNG 11 NĂM 2008


CƠNG TRÌNH HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS. HOÀNG VIỆT .... ....................................................

Cán bộ chấm nhận xét 1:

...........................................................................................

Cán bộ chấm nhận xét 2:

............................................................................................

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại
HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày

tháng năm 2008

Có thể tham khảo luận văn tại
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH
ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC

__________________

______________________
Tp, HCM, ngày tháng năm 2008

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên : HỒ ĐỨC HUẤN
Phái: Nam
Ngày, tháng, năm sinh: 30/04/1976
Nơi sinh: Gia Lai
Chuyên ngành: Thiết Bị, Mạng và Nhà Máy Điện
MSHV:01806482
I - TÊN ĐỀ TÀI:

Ứng dụng mơ hình đường dây truyền tải và phương pháp sai phân hữu hạn
vào việc nghiên cứu quá độ của hệ thống nối đất.
II - NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
1. Tổng quan :
a) Về sét và tình hình dơng sét ở Việt Nam.
b) Về các nhân tố ảnh hưởng đến hệ thống nối đất trạm biến áp và đường dây
truyền tải khi tản dịng sét.
c) Về các phương pháp tính toán tổng trở tản xung của lưới nối đất.
2. Chọn phương pháp tính tốn tổng trở tản xung của lưới nối đất có chú ý đến ảnh
hưởng của hiện tượng ion hóa trong đất.
3. Lập trình tính tốn tổng trở tản xung của lưới nối đất có số ơ lưới khác nhau,
dịng sét vào lưới ở những vị trí khác nhau.
4. Đánh giá kết quả, so sánh kiểm chứng với kết quả tính tốn của các tác giả khác,
với các phương pháp tính tốn khác.
5. Kết luận về ưu nhược điểm của phương pháp và hướng phát triển của đề tài.
III - NGÀY GIAO NHIỆM VỤ
IV - NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 30/11/2008
V - CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS. HOÀNG VIỆT
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

CN BỘ MƠN
QL CHUN NGÀNH

TS. Hồng Việt
Nội dung và đề cương luận văn thạc sĩ đã được hội đồng chun ngành thơng qua.
Ngày tháng năm 2008
TRƯỞNG PHỊNG ĐT – SĐH
TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH

Để hồn thành chương trình cao học và luận văn tốt nghiệp, tôi đã nhận được
sự quan tâm, tạo điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tận tình của Ban giám hiệu, phòng
đào tạo sau đại học, khoa Điện – Điện tử và các thầy cô giáo của trường Đại học
Bách khoa thành phố Hồ Chí Minh. Tơi xin chân thành cảm ơn quý thầy cô giảng dạy
chuyên ngành đã truyền đạt cho tôi nhiều kiến thức sâu rộng, mới mẻ trong lĩnh vực
Thiết bị - Mạng và Nhà máy điện.
Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến thầy TS. Hoàng Việt - Cán bộ hướng dẫn
khoa học đã dành nhiều thời gian, tận tâm trực tiếp chỉ dẫn chu đáo, truyền đạt nhiều
kinh nghiệm quý báu để tôi thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học và hồn thành luận văn
tốt nghiệp này.
Tơi xin chân thành cảm ơn Ban giám đốc, các phòng chức năng của Điện lực
Gia Lai nói chung, lãnh đạo và đồng nghiệp phân xưởng phát điện Biển Hồ nói riêng
đã tạo điều kiện, giúp đỡ, chia sẻ, động viên tôi suốt trong quá trình học tập, thực
hiện đề tài, hồn thành luận văn tốt nghiệp.
Tôi cũng xin gởi lời cảm ơn đến các bạn lớp cao học khóa 2006 chuyên ngành
Thiết bị - Mạng và Nhà máy điện đã dành nhiều sự động viên, chia sẻ, giúp đỡ tơi trong
suốt q trình học tập và thực hiện đề tài.
Xin chân thành ghi tâm những tình cảm, cơng lao, sự cổ vũ động viên thân tình
của gia đình và bè bạn, là nguồn động lực lớn để tiếp sức cho tôi phấn đấu vươn lên
trên bước đường cơng tác của mình.
Xin trân trọng cảm ơn!

Hồ Đức Huấn


================================================================

TĨM TẮT LUẬN VĂN
Nước ta chịu khí hậu nhiệt đới gió mùa, bị ảnh hưởng của cả khí hậu lục địa
lẫn khí hậu biển nên có lượng mưa bão đi kèm giông sét hàng năm là khá lớn. Số

ngày giông trung bình khoảng 100 ngày/năm và số giờ giơng trung bình là 250
giờ/năm, cường độ sét lớn nhất đo được tại Việt nam là 98kA (8/20ms). Hàng năm
dông sét thường tập trung từ tháng 05 - tháng 11.
Do đặc điểm khí hậu nêu trên nên ngành điện Việt Nam gặp nhiều khó khăn
trong việc giảm thiểu các thiệt hại do sét gây ra. Các thiết bị thu sét sẽ không phát
huy được hiệu quả hoặc sẽ bị phản tác dụng nếu khơng có một hệ thống nối đất tốt
để tản dòng sét vào đất cũng như giữ cho điện thế của các phần tử nối đất không
quá cao để hạn chế phóng điện ngược từ các phần tử đó đến các bộ phận mang điện
và các thiết bị điện khác.
Khi tản dịng điện sét, hiện tượng ion hóa đất (hay hiện tượng phóng điện
trong đất) và ảnh hưởng điện cảm của hệ thống nối đất là các hiện tượng vật lý chủ
yếu được quan tâm nghiên cứu. Các cơng trình nghiên cứu trên thế giới về lĩnh vực
này cho đến nay đối với hiện tượng ion hóa đất chỉ dừng lại ở các khảo sát bằng mơ
hình vật lý.
Điểm mới của luận văn là sử dụng mơ hình đường dây truyền tải và phương
pháp sai phân hữu hạn, bằng cách rời rạc hóa thơng số (R,L,C,G) của các phân đoạn
thanh dẫn để khảo sát hiện tượng ion hóa trong hệ thống nối đất trên cơ sở sử dụng
mối quan hệ giữa cường độ điện trường ngưỡng gây nên hiện tượng ion hóa trong
đất và sự thay đổi bán kính biểu kiến của các phân đoạn thanh dẫn khi xảy ra hiện
tượng ion hóa trong lưới nối đất.
Kết quả tính tốn của chương trình tính tốn cho thấy cần thiết phải tính đến
hiện tượng ion hóa trong đất khi thiết kế hệ thống nối đất, đặt biệt là đối với đất có
điện trở suất cao và kích thước lưới nối đất khoảng 100x100m2 trở xuống. Điều này
là do với điều kiện nêu trên, hiện tượng ion hóa xảy ra mãnh liệt làm tăng kích
thước biểu kiến của các thanh dẫn tạo nên lưới đặc biệt là các thanh có điểm nối với

================================================================


================================================================

điểm sét vào lưới, gây nên giảm điện trở tản xung đáng kể của hệ thống nối đất.
Việc nghiên cứu hiện tượng ion hóa trong hệ thống nối đất góp phần làm rõ bản
chất, cơ chế vật lý của hiện tượng cũng như khả năng giảm chi phí khi xây dựng hệ
thống nối đất khi tính tốn được ảnh hưởng của hiện tượng lên điện trở tản xung của
hệ thống.
Hướng phát triển của đề tài : Trong quá trình nghiên cứu đề tài, do khơng có
điều kiện nghiên cứu thực nghiệm nên đề tài đã sử dụng các kết quả nghiên cứu trên
thanh dẫn nối đất để áp dụng vào tính tốn q độ trên lưới nối đất. Điều này đã làm
cho kết quả tính tốn của chương trình bị hạn chế, chưa phản ảnh chính xác các giá
trị vật lý thực của lưới nối đất. Để hoàn chỉnh đề tài cần có thêm nghiên cứu thực
nghiệm bổ sung các yếu tố ảnh hưởng của các quá trình quá độ vật lý xảy ra trên
lưới vào các thông số (R,L,C,G) của phân đoạn thanh dẫn theo kích thước, hình
dạng hình học của lưới.

================================================================


================================================================

MỤC LỤC
Chương 1 :
Tổng quan về sét, các mơ hình hệ thống nối đất và phương pháp số................ 1
1.1. Sơ lược về sự hình thành sét , các tham số chủ yếu và cường độ hoạt động của sét...........1
1.1.1 Sơ lược về sự hình thành sét...................................................................... 1
1.1.2. Các tham số chủ yếu của sét..................................................................... 3
1.1.3 Mật độ sét đánh trung bình:....................................................................... 5
1.2.Tình hình dơng sét ở Việt nam........................................................................... 8
1.2.1. Đặc điểm tình hình dơng sét tại Việt Nam ............................................... 8
1.2.2. Phân hóa mùa của dơng trên lãnh thổ Việt Nam ...................................... 9

1.2.3. Khả năng dự báo sét tại Việt Nam hiện nay........................................... 10
1.3. Sự cần thiết của việc nghiên cứu, tính tốn tổng trở tản xung của hệ thống nối đất......12
1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến hệ thống nối đất khi tản dòng sét .......................... 13
1.4.1 Điện trở tản xung của dạng nối đất tập trung .......................................... 13
1.4.2. Điện trở tản xung của nối đất kéo dài..................................................... 13
1.4.2.1 Khi bỏ qua hiện tượng ion hóa trong đất ...................................... 13
1.4.2.2. Khi có q trình phóng điện trong đất ......................................... 14
1.5. Tổng quan về các mơ hình hệ thống nối đất và phương pháp số.................... 14
1.5.1. Sơ lược về các hướng tiếp cận mơ hình tính tốn hệ thống nối đất thu sét ..........14
1.5.2. Cách tiếp cận mạch điện. (Circuit approach) ......................................... 16
1.5.3. Cách tiếp cận trường điện từ :( Electromagnetic field approach) .......... 19
1.5.4 Cách tiếp cận hỗn hợp : (Hybrid approach) ............................................ 20
1.5..5. Cách tiếp cận theo mơ hình đường dây truyền tải : (Transmission line approach) ......20
1.6 Giới thiệu các phương pháp số phổ biến hiện nay........................................... 21


================================================================

1.6.1 Phương pháp phần tử hữu hạn ( FEM-Finite Element Method) ............. 21
1.6.2 Phương pháp sai phân hữu hạn : (FDM- Finite Differential Method) ... 22
1.7. Hướng nghiên cứu của đề tài .......................................................................... 22
Chương 2 :
Hiện tượng ion hóa đất trong mơ hình hệ thống nối đất .................................... 24
2.1.Giới thiệu............................................................................................................ 24
2.2. Vấn đề điện trở suất dư (residual resistivity) trong vùng đất bị ion hóa........... 24
2.2.1. Các kết quả thí nghiệm liên quan đến điện trở suất dư (residual resistivity)
trong vùng đất bị ion hóa........................................................................... 24
2.2.2 Kết luận về điện trở suất dư trong vùng đất bị ion hóa ............................. 33
2.3. Vấn đề hiện tượng ion hóa đất dưới điện áp xung sét...................................... 34
2.4. Quan điểm về hình dạng của vùng ion hóa thanh nối đất ................................. 37

2.5 Nhận xét chung về hiện tượng ion hóa đất do sét .............................................. 40
Chương 3
Ứng dụng phương pháp sai phân hữu hạn vào mơ hình đường dây truyền tải
nghiên cứu q độ của hệ thống nối đất .............................................................. 41
3.1. Phương pháp sai phân hữu hạn ......................................................................... 41
3.2 Mơ hình đường dây truyền tải trong hệ thống nối đất ....................................... 42
3.3. Áp dụng phương pháp sai phân vào mơ hình đường dây truyền tải ................. 44
3.4. Cách tính điện áp, dịng điện trên thanh dẫn chơn dưới đất khi xét đến hiện
tượng ion hóa trong đất....................................................................................... 46
3.5. Cách xác định dòng điện tản ............................................................................. 47
3.6 Cách tính tốn điện trở tản xung của hệ thống nối đất....................................... 47
3.7 Quan hệ tại các điểm nút lưới ............................................................................ 48
3.8 Thuật giải tổng quát cho trường lưới nối đất có xét đến q trình ion hóa........ 49


================================================================

3.9. Thông số đầu vào và đầu ra của chương trình tính tốn q độ ....................... 49
Chương 4 :
Kết quả tính tốn q độ trên lưới nối đất .......................................................... 51
4.1. Kết quả thu được đối với nối đất dạng thanh.................................................... 51
4.1.1 Trường hợp 1 : So sánh với kết quả của [29] ............................................ 51
4.1.2 Trường hợp 2 ............................................................................................. 53
4.1.3 Trường hợp 3 ............................................................................................. 55
4.2 Tính tốn q độ khi chưa xét đến hiện tượng ion hóa đất................................ 57
4.2.1 Kết quả thu được của nối đất lưới 1x1 ...................................................... 58
4.2.2 Kết quả thu được của nối đất lưới 2x2 ...................................................... 60
4.2.3. Kết quả thu được của nối đất lưới 4x4 ..................................................... 65
4.2.4. Kết quả thu được của nối đất lưới 6x6 ..................................................... 70
4.3.Kết quả tính tốn q độ xét sự thay đổi điện trở suất của đất ......................... 76

4.3.1 Lưới nối đất 2x2 ........................................................................................ 76
4.3.2 Lưới nối đất 4x4 ........................................................................................ 77
4.3.3 Lưới nối đất 6x6 ........................................................................................ 78
4.4 Kết quả tính tốn quá độ khi có xét đến hiện tượng ion hóa đất........................ 79
4.4.1. Trường hợp thanh ..................................................................................... 79
4.4.2. Trường hợp lưới 4x4................................................................................. 82
4.4.2. Trường hợp lưới 6x6................................................................................ 84
4.5.Kết luận& đánh giá chung.................................................................................. 86
Phụ lục...................................................................................................................... 87


Chương 1 : Tổng quan về sét, các mơ hình hệ thống nối đất và phương pháp số.
================================================================

Chương 1 :
TỔNG QUAN VỀ SÉT,
CÁC MƠ HÌNH HỆ THỐNG NỐI ĐẤT VÀ PHƯƠNG PHÁP SỐ

1.1. Sơ lược về sự hình thành sét , các tham số chủ yếu và cường độ hoạt động của sét [1]
1.1.1 Sơ lược về sự hình thành sét :
Sét thực chất là một dạng phóng điện tia lửa trong khơng khí với khoảng cách
phóng điện rất lớn. Chiều dài trung bình của khe sét khoảng 3 ÷ 5 km, phần lớn
chiều dài đó phát triển trong các đám mây dơng. Q trình phóng điện của sét tương
tự q trình phóng điện tia lửa trong điện trường rất khơng đồng nhất với khoảng
cách phóng điện lớn. Chính sự tương tự đó đã cho phép mơ phỏng sét trong phịng
thí nghiệm để nghiên cứu những qui luật của nó và nghiên cứu các biện pháp bảo vệ
chống sét.
Quá trình phóng điện của sét gồm 3 giai đoạn chủ yếu :

Hình 1.1:Các giai đoạn phóng điện và biến thiên của dịng điện sét theo thời gian.

(a) Giai đoạn phóng điện tiên đạo.
(b) Tia tiên đạo đến gần mặt đất hình thành khu vực ion hóa mãnh liệt.
(c) Giai đoạn phóng điện ngược hay phóng điện chủ yếu.
(d) Phóng điện chủ yếu kết thúc, dòng sét đạt giá trị cực đại.
1. Giai đoạn phóng điện tiên đạo từng đợt :

Trang 1


Chương 1 : Tổng quan về sét, các mơ hình hệ thống nối đất và phương pháp số.
================================================================

Thoạt tiên xuất phát từ mây dông một dãi sáng mờ kéo dài từng đợt gián đoạn
về phía mặt đất với tốc độ trung bình khoảng 105 đến 106 m/s. Dưới tác dụng của
điện trường tạo nên bởi điện tích âm của mây dơng và điện tích âm trong kênh tiên
đạo đã gây nên sự tập trung điện tích trái dấu (điện tích dương ) trên vùng mặt đất
phía dưới đám mây dơng (hiện tượng này xuất hiện do cảm ứng giống như hiện
tượng tích điện của hai bản tụ điện một chiều).
2. Giai đoạn phóng điện chính (hay phóng điện ngược):
Khi kênh tiên đạo xuất phát từ mây dông tiếp cận mặt đất (thời gian vào
khoảng 20ms) hoặc tiếp cận kênh tiên đạo ngược chiều, thì bắt đầu giai đoạn phóng
điện ngược hay phóng điện chính, tương tự như các q trình phóng điện ngược
trong chất khí ở điện trường khơng đồng nhất (H.1.1.b). Trong khoảng cách khí cịn
lại giữa đầu kênh tiên đạo và mặt đất (hoặc giữa hai đầu kênh tiên đạo ngợc chiều)
cường độ điện trường tăng cao gây nên ion hố mãnh liệt khơng khí, dẫn đến sự
hình thành một dịng plasma mới, có mật độ điện tích cao hơn nhiều so với mật độ
điện tích của kênh tiên đạo (1016÷1019 ion/m3), điện dẫn của nó tăng lên hàng trăm,
hàng ngàn lần, điện tích cảm ứng từ mặt đất tràn vào dịng ngược này trung hồ
điện tích âm của kênh tiên đạo trước đây và thực tế đầu dòng mang điện thế của đất,
làm cho cường độ điện trường ở khu vực tiếp giáp của hai dòng plasma ngược chiều

nhau tăng lên gây nên ion hóa mãnh liệt khơng khí ở khu vực này và như vậy đầu
dịng plasma điện dẫn cao tiếp tục phát triển ngược lên trên theo đường đã được dọn
sẵn bởi kênh tiên đạo. Tốc độ của kênh phóng điện ngược vào khoảng
1,5x107÷1,5x198 m/s (bằng 0,05÷0,5 tốc độ ánh sáng) tức là nhanh gấp trên trăm
lần tốc độ phát triển của dòng tiên đạo (H.1.1.c). Vì mật độ điện tích cao đốt nóng
mãnh liệt nên kênh phóng điện chính sáng chói chang (đó chính là tia chớp). Nhiệt
độ trong kênh phóng điện có thể đến vài ba chục ngàn 0C, (gấp vài ba lần nhiệt độ
trên bề mặt mặt trời). Và sự dãn nở đột ngột của khơng khí bao quanh kênh phóng
điện chính tạo nên những đợt sóng âm mãnh liệt, gây nên những tiếng nổ chát chúa
(đó là tiếng sấm) và tiếng rền ì ầm kéo dài. Đặc điểm quan trọng nhất của phóng
điện chính là cường độ dịng lớn. Nếu v là tốc độ phóng điện chủ yếu và σ là mật độ
Trang 2


Chương 1 : Tổng quan về sét, các mơ hình hệ thống nối đất và phương pháp số.
================================================================

đường của điện tích thì dịng điện sét sẽ đạt giá trị cao nhất khi kênh phóng điện
chính lên đến đám mây dơng và bằng Is=σ.v . Đó chính là dịng ngắn mạch khoảng
cách khí giữa mây-đất, có trị số từ vài kA đến trên vài trăm kA.
3. Giai đoạn kết thúc :
Được đánh dấu khi kênh phóng điện chính lên đến đám mây, điện tích dương
cảm ứng từ mặt đất theo lên, tràn vào và trung hịa với điện tích âm của đám mây.
Một phần nhỏ của số điện tích cịn lại của đám mây sẽ theo kênh phóng điện chạy
xuống đất và tạo nên chỗ sét đánh một dịng điện có trị số giảm dần tương ứng với
phần đi sóng của xung dòng sét.
1.1.2. Các tham số chủ yếu của sét :
Biên độ dịng điện sét : Dịng điện sét có trị số lớn nhất vào lúc kênh phóng
điện chính lên đến trung tâm điện tích của đám mây dơng. Nếu chỗ bị sét đánh có
nối đất tốt, điện trở khơng đáng kể thì trị số lớn nhất của dịng điện sét : Is=σv trong

đó v là tốc độ phóng điện chủ yếu và σ là mật độ đường của điện tích. Nếu điện trở
nối đất của của vật bị sét đánh có trị số là R thì dịng điện sét qua vật có giá trị :
is = σ v

zo
với zo là tổng trở sóng của khe sét.
zo + R

[2]Cường độ dòng điện của một tia sét thường nằm trong khoảng từ 2.000 A
đến 200.000 A. Thống kê các giá trị này trong thiên nhiên theo phân bố chuẩn
logarit như sau:
1% các tia sét đánh vượt quá 200.000 A
10% các tia sét đánh vượt quá 80.000 A
50% các tia sét đánh vượt quá 28.000 A
90% các tia sét đánh vượt quá 8.000 A
99% các tia sét đánh vượt quá 3.000 A
Dòng điện trong hầu hết (80÷90%) các tia sét đánh xuống mặt đất là từ các phần tử
mang điện tích âm trong các đám mây dông và như vậy tia sét là dịng các hạt tích điện âm
từ mây xuống mặt đất. Cũng có các tia sét từ các phần tử mang điện tích dương, nhưng ít

Trang 3


Chương 1 : Tổng quan về sét, các mơ hình hệ thống nối đất và phương pháp số.
================================================================

thường xuyên hơn. Về chiều dòng điện là dòng điện một chiều tăng vọt trong quãng thời
gian không đến 10 μs đối với tia sét mang điện tích âm (đối với tia sét mang điện tích dương
thời gian này dài hơn khá nhiều), sau đó giảm dần tới một giá trị nhỏ,đối với một tia sét đơn,
trong khoảng thời gian 100 μs hoặc nhỏ hơn.

Để tính tốn thiết kế hệ thống chống sét, theo qui phạm bảo vệ chống sét cho
các trang bị điện quan trọng, người ta sử dụng giá trị dòng điện sét (i max) được cho
là có hại nhất sau đây:
Imax =150kA

dis
= 30kA / μ s
dt

tương ứng với thời gian đầu sóng dịng sét τđs=5μs

Độ dốc đầu sóng dịng điện sét : Được đo bằng hoa điện kế. Độ dốc đầu
sóng dịng điện sét cũng thay đổi trong một phạm vi rộng và thường được cho dưới
dạng xác suất và độ dốc dầu sóng này tương ứng với khoảng thời gian gọi là thời
gian dầu sóng τds
Độ dài sóng dịng điện sét τs : là thời gian cho đến khi dòng sét giảm còn
một nửa biên độ cực đại của nó.

τds

τs
Hình 1.2 : Dạng dịng điện sét

Cường độ hoạt động của sét : được biểu thị bằng số ngày trung bình có
dơng sét hàng năm hoặc bằng tổng số giờ trung bình có dơng sét hàng năm.

Trang 4


Chương 1 : Tổng quan về sét, các mơ hình hệ thống nối đất và phương pháp số.

================================================================

Mật độ của sét là số lần sét đánh trung bình trên một đơn vị diện tích mặt đất
(1km2) trong một ngày sét hoặc một giờ sét.
Cực tính của sét : Số liệu quan trắc sét của nhiều nước trong nhiều năm cho
thấy sóng dịng điện sét mang cực tính âm xuất hiện thường xun hơn và chiếm
khoảng 80 ÷90% tồn bộ số lần phóng điện sét.
1.1.3 Mật độ sét đánh trung bình: [2]
Mật độ sét phóng xuống đất là số lần sét phóng xuống mặt đất trên 1km2
trong một năm. Giá trị này thay đổi rất lớn. Ước tính giá trị mật độ sét phóng xuống
đất trung bình năm được tính tốn bằng quan sát trong rất nhiều năm cho các vùng
trên thế giới được cho trong Bảng 1.1 và Hình 1.3. Bản đồ mật độ sét đánh trung
bình trong năm ở Việt Nam được cho ở Hình 1.4. Số liệu về mật độ sét đánh trung
bình trong năm tại các trạm khí tượng ở Việt Nam được cho ở phụ lục của luận văn
này.
Các mức đồng mức được sử dụng trên bản đồ ở Hình 1.4 dao động từ 1,4 đến
13,7. Khi áp dụng giá trị mật độ sét phóng xuống đất cho một vị trí khơng nằm trên
đường đồng mức để tính tốn nên lấy giá trị lớn hơn giữa các giá trị đường đồng
mức lân cận nó. Ví dụ vị trí nằm giữa hai đường đồng mức có giá trị là 5,7 và 8,2
thì lấy giá trị mật độ sét phóng xuống đất là 8,2 lần/km2/năm; vị trí nằm giữa hai
đường đồng mức có giá trị là 8,2 và 10,9 thì lấy giá trị mật độ sét phóng xuống đất
là 10,9 lần/km2/năm; vị trí nằm ở vùng có giá trị > 13,7 thì lấy giá trị mật độ sét
phóng xuống đất là 16,7 lần/km2/năm. Có thể tham khảo phụ lục về mật độ sét
phóng xuống đất cho các địa danh được lập trên cơ sở bản đồ mật độ sét (Hình 1.4).
Bảng 1.1:Mối quan hệ giữa số ngày có sét đánh trong 1 năm
và số lần sét đánh trên 1 km2/năm
Số ngày có sét đánh
trong năm
5
10

20

Số lần sét đánh trên km2 trong năm
Trung bình
Khoảng giới hạn
0,2
0,1 đến 0,5
0,5
0,15 đến 1,0
1,1
0,3 đén 3,0

Trang 5


Chương 1 : Tổng quan về sét, các mơ hình hệ thống nối đất và phương pháp số.
================================================================

30
40
50
60
80
100

1,9
2,8
3,7
4,7
6,9

9,2

0,6 đến 5,0
0,8 đến 8,0
1,2 đến 10,0
1,8 đến 12,0
3,0 đến 17,0
4,0 đến 20,0

Hình 1.3 : Bản đồ số ngày có sét đánh trong năm trên toàn thế giới [2]

Trang 6


Chương 1 : Tổng quan về sét, các mơ hình hệ thống nối đất và phương pháp số.
================================================================

Hình 1.4 Bản đồ mật độ sét trung bình năm của Việt Nam [3]
Ghi chú: Bản đồ này do Viện Vật lý Địa cầu cung cấp

Trang 7


Chương 1 : Tổng quan về sét, các mơ hình hệ thống nối đất và phương pháp số.
================================================================

1.2.Tình hình dơng sét ở Việt nam
1.2.1. Đặc điểm tình hình dơng sét tại Việt Nam : [3]
Nước Việt Nam ta có vị trí nằm gần xích đạo, chịu khí hậu nhiệt đới gió
mùa, khí hậu bị ảnh hưởng của cả khí hậu lục địa lẫn khí hậu biển nên có lượng

mưa bão đi kèm dông sét hàng năm là khá lớn.
Xét về mặt bản chất, sét thường chỉ xảy ra trong các cơn dông. Theo các
chuyên gia, những cơn dông đầu mùa mưa tại Việt Nam thường mang theo những
trận sét nguy hiểm nhất. Thực tế, sự hình thành các cơn dơng luôn gắn liền với sự
xuất hiện của những khối không khí nóng ẩm khổng lồ từ mặt đất bốc lên. Các
luồng khơng khí này được tạo thành hoặc do sự đốt nóng mặt đất bởi ánh nắng mặt
trời, đặt biệt ở các vùng cao (dông nhiệt) hoặc do sự gặp nhau của những luồng
khơng khí nóng ẩm với khơng khí lạnh nặng (dơng front), luồng khơng khí nóng ẩm
bị đẩy lên trên. Ở các vùng đồi núi cao, các luồng khơng khí nóng ẩm trườn theo
sườn núi lên cao đó là dơng địa hình. Phổ biến ở nước ta là dông nhiệt, thường xảy
ra vào mùa hè. Mặt khác, do cấu tạo địa hình núi cao chạy dài theo bờ biển, chắn
gió nóng ẩm từ bờ biển thổi vào tạo ra dơng địa hình, đây cũng là kiểu dơng phổ
biến ở các vùng núi nước ta.
Dông sét ở Việt Nam hoạt động rất mạnh. Mỗi năm có từ 80– 100 ngày
dông. Tần số hoạt động của dông sét mỗi năm là rất khác nhau. Có thể năm này ít
đi, năm kia nhiều lên so với mức trung bình hàng năm là điều hồn tồn bình
thường ở bất kỳ địa phương nào trên cả nước. Các nhà khoa học nhận định những
năm mặt trời hoạt động mạnh hơn sẽ nhiều dông sét hơn.
Theo Viện Vật lý - Địa cầu, Việt Nam nằm ở tâm dông châu Á - một trong
ba tâm dơng trên thế giới, có hoạt động dơng sét mạnh. Mùa dông ở Việt Nam
tương đối dài, số giờ dông trung bình là 250 giờ/năm. Trong vịng một năm có thể
có tới 2 triệu cú sét đánh xuống đất trên khắp cả nước. Những khu vực thường xảy
ra sét đánh là Cổ Dũng (Hải Dương), Sơn Lộc (Hà Tĩnh), Đồng bằng sơng Cửu
Long. Ngồi tác dụng có lợi như mang lại nước mưa, cung cấp đạm, dơng sét cịn là

Trang 8


Chương 1 : Tổng quan về sét, các mơ hình hệ thống nối đất và phương pháp số.
================================================================

hiểm họa gây thiệt hại về người và của. Đặc biệt, sét đánh vào hệ thống điện gây sự
cố làm hư hỏng nhiều thiết bị điện đắt tiền và làm mất điện nhiều khu vực gây tổn
thất cho nền kinh tế quốc dân.
1.2.2. Phân hóa mùa của dơng trên lãnh thổ Việt Nam : [1]
Đối với ngành điện việc kiểm tra bảo trì hệ thống nối đất hàng năm là một
việc làm rất quan trọng được qui định trong qui phạm của ngành. Do đặc điểm của
hệ thống điện nước ta phân bố từ bắc đến nam nên nắm vững thời gian xuất hiện
dông của các khu vực tạo điều kiện cho việc sắp xếp thời gian kiểm tra, bảo trì hợp
lý, giảm thiểu các rủi ro do sét gây ra trên toàn hệ thống.
Ở nước ta dơng có khả năng xuất hiện hầu như quanh năm ở các vùng miền,
tuy nhiên thời kỳ tập trung mật độ cao nhất là mùa mưa. Từ kết quả thống kê của
hơn 100 trạm nghiên cứu sét, có thể rút ra một số nhận xét như sau :
- Ở phần phía đơng Hồng Liên Sơn, dơng phát triển mạnh từ tháng 4, cực
đại vào tháng 7 hoặc tháng 8 với số ngày dơng trung bình lên đến 10 ngày, sau đó
giảm nhanh, tới tháng 10 số ngày có dơng chỉ cịn 2-3 ngày. Các tháng mùa đông số
ngày dông xuất hiện không đáng kể.
- Ở Tây Bắc, mùa dông đến sớm hơn, cực đại hàng năm cũng xảy ra lớn hơn.
Tháng 3, dông đã phát triển khá mạnh, trung bình 4-6 ngày với khoảng 20-25 giờ có
dơng. Số ngày có dơng cực đại vào tháng 4 đến tháng 5 với khoảng 11-15 ngày và
40-70 giờ dông. Mùa dơng ở đây có thể coi là bắt đầu từ tháng 3 đến tháng 9. Ba
tháng ít dơng nhất là 11, 7 và 1.
- Ven biển trung bộ, biến trình năm của dơng có đến 2 cực đại. Cực đại chính
rơi vào tháng 7-9 và cực đại thứ hai rơi vào tháng 5 nhưng trị số chênh nhau chỉ 0,51 ngày. Các tháng 6,7 số ngày dông giảm đáng kể chỉ cịn khoảng 2-3 ngày với số
giờ dơng giảm đáng kể chỉ còn khoảng 2-3 ngày với số giờ dông 3-6 giờ. Mùa dông
kéo dài 7 tháng từ tháng từ tháng 4 đến tháng 10, các tháng mùa đông xuất hiện
dơng rất ít.

Trang 9

Chương 1 : Tổng quan về sét, các mơ hình hệ thống nối đất và phương pháp số.
================================================================

-Khu vực Tây Nguyên, cũng với biến trình 2 đỉnh nhưng cực đại chính rơi
vào kỳ đầu, tập trung vào tháng 5. Cực đại thứ 2 rơi vào tháng 9. Thời kỳ giữa hai
cực đại, tháng 6-8, số ngày dông giảm đi trên 50% so với tháng 5 và tháng 9. Mùa
dông kéo dài từ tháng 4 đến tháng 10.
- Vùng Nam Bộ, biến trình năm của dơngcó nét giống với khu vực Tây
Nguyên. Cực đại chính rơi cũng vào tháng 5 và cực đại thứ 2 rơi vào tháng 9, tuy
nhiên sau tháng 9 dơng vẫn cịn phát triển mạnh, mãi dến tháng 12 trị số này mới
giảm hẳn xuống, điều này khác với Tây Nguyên. Mùa dông vùng Nam Bộ cũng kéo
dài từ tháng 4 đến tháng 11.
1.2.3. Khả năng dự báo sét tại Việt Nam hiện nay : [3]
Theo các chuyên gia, dựa trên đặc điểm sét chỉ thường hình thành trong
những cơn dông nên việc dự báo sét sẽ xảy ra ở khu vực nào để cảnh báo cho người
dân là hồn tồn có thể thực hiện được.
Hiện nay Việt Nam đã có hệ thống định vị dơng sét gồm 8 trạm nằm rải rác
khắp cả nước gồm : Thái Nguyên, Bạc Liêu, Bình Thuận, Phú Yên, Quảng Trị, Mộc
Châu, Phú Thụy, Nghĩa Đơ. Với khả năng dự đốn trong bán kính 200 km cho mỗi
trạm, hệ thống các trạm quang trắc trên đã có thể dự đốn về nguy cơ xảy ra dông
sét tại bất kỳ địa phương nào trên toàn lãnh thổ Việt Nam. Các số liệu đo sự phóng
điện sét trên mặt đất qua 8 trạm đếm sét nêu trên là cơ sở để thiết lập bản đồ mật độ
sét ở Việt Nam. Ngoài ra, các nhà khoa học còn kết hợp sử dụng dữ liệu vệ tinh do
Cơ quan vũ trụ Mỹ cung cấp và dữ liệu radar thời tiết tại Việt Nam để xử lý, phân
tích, làm rõ cơ chế hoạt động dơng sét ở Việt Nam.
Từ khoảng đầu năm 2006, Viện Vật lý địa cầu Việt Nam đã xây dựng hoàn
chỉnh một thiết bị cảnh báo dông sét sớm trước nửa tiếng tại Hà Nội. Thiết bị có thể
được nhân rộng để giúp người dân tránh được những tai nạn đáng tiếc do thiên
nhiên gây ra. Chiếc máy bao gồm phần ăngten và bộ phận xử lý tín hiệu, có thể

cảnh báo trước 30 phút đến 1 tiếng trong vịng bán kính 10-50 km, tuỳ thuộc vào
nhu cầu của người sử dụng.[3]

Trang 10


Chương 1 : Tổng quan về sét, các mơ hình hệ thống nối đất và phương pháp số.
================================================================

Ban đầu, bộ phận ăngten thu nhận tín hiệu về mơi trường hoạt động dơng sét,
tín hiệu này sẽ được bộ phận xử lý tín hiệu đánh giá dựa trên đặc điểm hoạt động
dơng sét của khu vực lắp đặt thiết bị. Nó sẽ tự động điều chỉnh và phát ra tín hiệu
cảnh báo. Tuỳ theo yêu cầu, thiết bị có thể cảnh báo trên màn hình, báo động bằng
cịi hay ngắt điện mạng lưới. Chiếc máy được lắp đặt ngoài trời và hoạt động hoàn
toàn tự động, phù hợp lắt đặt tại các khu công nghiệp, bãi tắm, khu dân cư...

Trang 11


Chương 1 : Tổng quan về sét, các mơ hình hệ thống nối đất và phương pháp số.
================================================================

1.3. Sự cần thiết của việc nghiên cứu, tính tốn tổng trở tản xung của hệ thống nối đất :
Theo thống kê của ngành điện trong 5 năm (1989 - 1994), chỉ trên đường dây
220 KV (Phả Lại - Hà Đông) đặt 300 cột ghi đo đếm sét, có tới 286 cú sét đánh vào
đường dây làm vỡ sứ, gây mất điện lưới. Năm 2001, ngành điện có khoảng 400 sự
cố, 50% trong số đó là do sét gây ra. Đặc biệt, hồi 18h20" ngày 2/6/2001, sét đã
đánh nổ một máy cắt 220 KV (trong số 20 máy) của Nhà máy Thủy điện Hịa Bình,
gây cắt khơng đồng pha làm mất điện thanh cái, 10 phút sau mới đóng được điện
đường dây 220 KV.Sự cố đã khiến lưới điện miền Bắc bị rã, nhiều nhà máy nhiệt

điện bị tách ra khỏi hệ thống. Hà Nội và nhiều tỉnh, thành khác đã bị mất điện diện
rộng trong vòng từ 10 tới 30 phút.
Mới đây nhất, theo báo Dân Trí, khoảng 1 giờ sáng 4/9/2008, trên địa bàn
tỉnh Bắc Ninh có mưa giơng kèm theo sấm, sét. Sét đánh vào hệ thống đường dây
tải điện và trạm biến áp đã gây sự cố, khiến nhiều nơi bị mất điện. Trạm biến áp 110
KV Võ Cường (thành phố Bắc Ninh) do Xí nghiệp điện cao thế miền Bắc quản lý bị
sự cố mạch bảo vệ, khiến cho các phụ tải sau trạm này bị mất điện, tê liệt trong
nhiều giờ. Một số đường dây, đường nhánh của đường dây 35 KV từ xã Võ Cường
đi Nhà máy kính Đáp Cầu (thành phố Bắc Ninh), xã Bình Định (Lương Tài) đi
huyện Thuận Thành... đã bị vỡ quả sứ, nổ chì làm hàng trăm doanh nghiệp, cơ sở
sản xuất bị ngừng hoạt động.
Như vậy, sét là nguyên nhân gây sự cố hàng đầu cho hệ thống điện. Ảnh
hưỡng của sét đến tình trạng vận hành an tồn của hệ thống điện là rất lớn. Điều này
là do hệ thống chống sét trạm, nhà máy và đường dây của ngành điện thiết kế chưa
đảm bảo mà nguyên nhân sâu xa liên quan đến kết cấu của hệ thống nối đất. Chính
điện trở tản xung của hệ thống nối đất trong các sự cố nêu trên không đủ nhỏ để tiêu
tán dịng sét đã gây nên hiện tượng phóng điện ngược là một phần nguyên nhân làm
hỏng máy cắt, sự cố mạch bảo vệ trạm…
Việc đảm bảo an toàn cho con người và các trang bị, giảm thiểu các thiệt hại
do sét gây ra, duy trì ổn định, hoạt động liên tục của hệ thống điện là việc vô cùng

Trang 12


Chương 1 : Tổng quan về sét, các mơ hình hệ thống nối đất và phương pháp số.
================================================================

quan trọng. Do vậy cần phải xem xét vấn đề phòng chống sét một cách đầy đủ, khoa
học.
Ngày nay với sự phát triển của khoa học, con người đã chế tạo được nhiều

kiểu thiết bị thu sét tốt để góp phần nâng cao khả năng phòng chống tác hại của sét
đánh vào các cơng trình quan trọng. Tuy nhiên, các thiết bị thu sét này sẽ không
phát huy được hiệu quả hoặc sẽ bị phản tác dụng nếu khơng có một hệ thống nối đất
tốt để tản dòng sét vào đất cũng như giữ cho điện thế của các phần tử nối đất khơng
q cao để hạn chế phóng điện ngược từ các phần tử đó đến các bộ phận mang điện
và các thiết bị điện khác.
Đối với các nhà máy điện và trạm biến áp, hệ thống nối đất thường tạo thành
một mạch khép kín dạng lưới.
1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến hệ thống nối đất khi tản dòng sét :[1]
1.4.1 Điện trở tản xung của dạng nối đất tập trung:
Đối với dạng nối đất tập trung, do chiều dài điện cực không lớn, ảnh hưởng
của điện cảm bản thân điện cực khơng đáng kể, có thể bỏ qua, trong khi hiện tượng
ion hóa đất tạo nên xung quanh điện cực một khu vực dẫn điện tốt. Trong tính tốn
gần đúng có thể coi hiện tượng ion hóa phát triển đồng đều quanh điện cực và có độ
dẫn điện tương đương với kim loại làm điện cực, có nghĩa là tương đương với sự
tăng kích thước của điện cực.
Khu vực ion hóa đất xung quanh điện cực được giới hạn bởi bề mặt có cường
độ điện trường bằng cường độ điện trường ngưỡng gây nên hiện tượng ion hóa đất.
1.4.2. Điện trở tản xung của nối đất kéo dài:
1.4.2.1 Khi bỏ qua hiện tượng ion hóa trong đất:
Trường hợp này có thể xảy ra khi dịng điện sét có biên độ khơng lớn truyền
qua điện cực hoặc dịng sét rẽ theo nhiều nhánh của hệ thống nối đất. Khi đó, tổng
trỏ tản xung gồm hai thành phần:
• Thành phần ổn định có trị số bằng điện trở tản xoay chiều.

Trang 13


Chương 1 : Tổng quan về sét, các mơ hình hệ thống nối đất và phương pháp số.
================================================================

• Thành phần cảm kháng quá độ giảm theo thời gian. Điện cực càng
ngắn, hằng số thời gian của quá trình quá độ càng bé thì quá trình
quá độ càng càng mau kết thúc, tổng trở càng tiến nhanh đến trị số
ổn định, phân bố điện áp theo chiều dài càng đồng nhất hơn.
Điện cực càng dài thì càng cách xa đầu vào sét, điện áp càng giảm nhanh, tức
là hiệu quả tản dịng sét càng kém.
1.4.2.2. Khi có q trình phóng điện trong đất
Do ảnh hưởng của điện cảm nên mật độ dòng điện và cường độ điện trường
giảm dần dọc theo chiều dài điện cực, làm cho khu vực đất bị ion hóa hẹp dần. Vì
vậy, điện dẫn tản xung theo đơn vị chiều dài của nối đất kéo dài không còn là hằng
số nữa mà phụ thuộc vào phân bố áp dọc theo chiều dài điện cực.
Ở một điện trở suất ρ nhất định của đất, khi dòng sét tăng, hiện tượng ion
đất mãnh liệt hơn sẽ làm giảm tổng trở tản xung Z x đáng kể.
Khi chiều dài điện cự khơng lớn lắm thì có thể Z x < R~ (điện trở tản xoay
chiều) và hệ số xung α x ≤ 1 , khi chiều dài điện cự tăng thì có thể Z x > R~ và α x > 1
Từ đó có thể rút ra kết luật là: ứng với một trí số ρ và I nhất định có một trị
số giới hạn của chiều dài điện cực mà vượt quá giới hạn đó, tổng trở tản xung không
giảm khi tăng chiều dài điện cực nữa, hiệu quả tản dịng sét kém và như thế khơng
hợp lý về kinh tế và kĩ thuật
1.5. Tổng quan về các mô hình hệ thống nối đất và phương pháp số:
1.5.1. Sơ lược về các hướng tiếp cận mơ hình tính tốn hệ thống nối đất thu sét [4]
Trước đây, khi ngành khoa học máy tính chưa phát triển các nhà khoa học đã
đưa ra mơ hình các thanh dẫn nối đất để nghiên cứu hệ thống nối đất. Đây là thời kỳ
đầu của mơ hình tính tốn hệ thống nối đất và các phương pháp dùng giải tích, thực
nghiệm được áp dụng để tiếp cận nghiên cứu. Một đại diện của thời kỳ này là năm
1934, Bewley [5] nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm quá độ của hệ thống nối đất
chống sét. Ông đã bắt đầu từ việc nghiên cứu trở kháng của hệ thống nối đất bằng
cách bơm điện áp đơn vị vào một điểm trên lưới nối đất. Nhìn chung thời kỳ này

Trang 14


Chương 1 : Tổng quan về sét, các mơ hình hệ thống nối đất và phương pháp số.
================================================================

việc tìm hiểu về hệ thống nối đất đã tạo được cơ sở nhưng do cịn giới hạn về cơng
cụ tính tốn nên nặng về thực nghiệm trên mơ hình, kết quả chưa phản ảnh được
tính q trình và đã được đơn giản hóa bằng các giả thiết để phù hợp với cơng cụ
tính tốn thời đó.
Trong khoảng những năm 1960, các nhà khoa học Liên Xô (cũ) đã sử dụng
phương pháp mô hình vật lý, đây là một phương pháp thực nghiệm, thực hiện tương
đối phức tạp. Tuy nhiên, kết quả của phương pháp này có thể ứng dụng với độ
chính xác cho phép về mặt kỹ thuật. Trong một thời gian dài, kết quả của phương
pháp này được dùng để kiểm chứng các mơ hình tốn học khác.
Từ đầu những năm 1980, khả năng của các máy tính đã tăng đáng kể, nó
làm gia tăng gần như tất cả các lĩnh vực nghiên cứu về khoa học và kỹ thuật trong
việc giải quyết vấn đề thực tiễn phức tạp dựa vào sức mạnh của các phương pháp
số. Do vậy, mơ hình chế độ quá độ phức tạp của hệ thống nối đất do sét đánh đã có
những cải thiện đáng kể do :
• Những mơ hình thời kỳ trước đều được giả thiết để dẫn đến những phương
trình tốn học đơn giản phù hợp với khả năng phân tích, tính tốn lúc bấy
giờ. Tuy nhiên, bắt đầu từ thời kỳ này, bằng cách sử dụng các phương pháp
số , hầu hết phương trình phức tạp đều có thể được giải quyết.
• Những hệ thống nối đất phức tạp trong thực tế có thể được mơ hình hóa nhờ
bộ nhớ lớn và tốc độ xử lý cao của các máy tính.
Những phương pháp mơ hình hóa số khác nhau cho việc nghiên cứu
hệ thống nối đất dưới sự ảnh hưởng của xung sét đã phát triển từ những năm
1980 cho đến ngày nay có thể được phân loại như sau :
• Cách tiếp cận mạch điện. (Circuit approach)

• Cách tiếp cận trường điện từ. (Electromagnetic field approach)
+ Phương pháp Moment ( Method of moment)

Trang 15


Chương 1 : Tổng quan về sét, các mơ hình hệ thống nối đất và phương pháp số.
================================================================

+ Phương pháp phần tử hữu hạn. (Finite element method)
• Cách tiếp cận hỗn hợp (Hybrid approach).
• Cách tiếp cận theo mơ hình đường dây truyền tải (Transmission line
approach)
1.5.2. Cách tiếp cận mạch điện. (Circuit approach) [4]
Một trong những cách mơ hình số thường được dùng để mơ hình hóa chế độ
q độ phức tạp của hệ thống nối đất với những hình dạng phức tạp là cách tiếp cận
mạch điện. Những bước chính liên quan trong phương pháp này như sau :
• Chia hệ thống nối đất ra thành nhiều phần tử hữu hạn.
• Tạo ra mạch tập trung tương đương của mỗi phần tử và tính tốn các
tham số của phần tử đó như : điện cảm, hổ cảm, điện dung, điện trở
trong …
• Giải các phương trình nút của mạch tương đương đại diện cho toàn
bộ mạch nối đất dựa vào các luật Kirchoffs. Các phương trình nút có
thể được trình bày bằng các hình thức khác nhau dựa vào được mạch
tương đương của hệ thống nối đất.
Cách tiếp cận mạch điện để phân tích quá độ hệ thống nối đất được Meliopoulos
[6]và các cộng sự phát triển đầu tiên vào năm 1983.

Hình 1.5: Các dạng mạch tương đương của mỗi phần tử
theo cách tiếp cận mạch điện của Meliopoulos

Sau đó, Meliopoulos và các cộng sự đã cải tiến cách tiếp cận mạch điện của
hệ thống nối đất dùng cho nghiên cứu sét bằng cách tính tốn đáp ứng của mỗi phần

Trang 16