Numerički proračun električnog polja uzemljivača u kraškom tlu
Sažetak
U ovom radu je razriješena složena slika električnog potencijala kojeg stvara mrežasti uzemljivač visokonaponskog postrojenja izgrađenog na kraškom tlu. U rješavanju se koristi metoda konačnih elemenata, jedna od najznačajnijih suvremenih metoda numeričke analize. Zbog specifičnosti problema, uvedeno je proširenje metode konačnih elemenata. Korišteni su poznati analitički izrazi za doprinos izvora koji su ukljuceni u funkciju aproksimacije potencijala po konačnom elementu. Ovim prosirenjem je ujedinjen numerički i analitički pristup proračunu, a zadržane su prednosti svakog od njih. Ideja je realizirana kombinacijom metode konačnih elemenata i metode srednjem potencijala. Ovakav proračun je skraceno nazvan: numeričko-analitički proračun. Njime se rješava polje uzemljivača u tlu proizvoljne konfiguracije površine i proizvoljnog stupnja heterogenosti. Dobiveni rezultati su potvrdili ispravnost puta rješavanja. Greške proračuna potencijala uzemljivača i napona dodira su prihvatljive sa stanovišta projektiranja uzemljivača. U poglavlju 2 su izložene teoretske osnove metode konačnih elemenata. Problem otvorenih granica se rješava primjenom preslikanog beskonačnog elementa, a globalni sustav jednadžbi se formira i efikasno rješava frontalnom metododom. Koristi se izoparametarsko preslikavanje, pa se podjela područja proračuna na elemente bitno olakšava. Načinjeni primjeri proračuna pokazuju kako variranje mreže elementa utječe na točnost proračuna. U poglavlju 3 su izložene teoretske osnove metode srednjeg potencijala. Primjerima proračuna je ispitano kako način podjele uzemljivača na dijelove (štapove) utječe na točnost proračuna. Izvedeni zaključci vrijede i u slučaju numeričko-analitičkog proračuna. U poglavlju 4 su izložene teoretske osnove numeričko-analitičkog proračuna. Primjerima proračuna je ispitana točnost proračuna i kako na nju utječe variranje mreže elemenata. Pokazuje se da je numeričko-analitički proračun znatno stabilniji na variranje mreže elemenata od proračuna metodom konačnih elemenata. Osim toga on daje i točnije rezultate i ima šire mogućnosti primjene. U poglavlju 5 je načinjen numeričko-analitički proračun polja kratkog stapa smještenog na površini slojevitog tla. U načinjenim primjerima proračuna odstupanja su veoma mala, pa se na ovaj način mogu proračunati tzv. teoretske krivulje prividnog specifičnog otpora za neslojevito heterogeno tlo. U poglavlju 6 su dane smjernice za daljnji razvoj numeričko-analitičkog proračuna mrežastog uzemljivača u kraškom tlu, odnosno u tlu proizvoljne konfiguracije.
Slavko Vujević
Profesor emeritus
Stručnjak u području elektrotehnike, posebno je poznat po svom doprinosu numeričkom modeliranju elektromagnetskih pojava, zaštiti od munje i uzemljenju. Tijekom svoje karijere, bio je ključni član Fakulteta elektrotehnike, strojarstva i brodogradnje u Splitu, gdje je izvodio nastavu, mentorirao studente i aktivno sudjelovao u znanstvenim istraživanjima te međunarodnim stručnim udrugama.