本文為分析當接地網注入不同雷擊脈衝電流波形下電磁暫態響應。並以有限元素模擬軟體COMSOL(FEMLAB)模擬分析，以探討二層不同係數之土壤層在遭受雷擊下地電位湧昇、地表電位變化情形下。模擬分析結果，碎石表層電阻係數為3000 (Ω-m) 之土壤作設計下，人員所能忍受之接觸電壓及步間電壓在雷電流波暫態時間150μs下是安全的，另外考慮斷路器清除故障的時間在0.1s下要滿足在地網外1m接觸電壓及步間電壓為安全範圍內，表層土壤經計算需達29113(Ω-m)以上，才可達到人員接觸電壓容忍值安全範圍要求。因此本研究在變電站之地網內鋪設高電阻係數24000(Ω-m)之新材料E-stone以1.2/50μs雷電流波(20kA)注入接地系統之地網，時間在15.6μs以後新材料E-stone接觸電壓才可達到安全範圍內。暫態時間15.6μs以前E-Stone之24000(Ω-m)電阻係數依然有安全疑慮，必須加強各種防護措施以維護人員之安全。

To do the analysis of the electromagnetic transient response as injecting the different lightning pulse current waveform into grounding grid in this thesis. To do the simulation analysis of using the finite element software of COMSOL (FEMLAB). The thesis researches the different coefficients in the soil layer of the two floors as being struck by lightning under the circumstances of the earth potential rise and the surface potential changes. The simulation analysis results get the design of the gravel surface resistivity of 3000 (Ω-m) in the soil, and safe standard of personnel can bear the touch voltage and step voltage under lightning current wave transient time of 150 μs. Another, considering the time of the circuit breaker and maintenance is under 0.1 sec in the touch voltage and step voltage of 1 m ground network. The surface soil resistivity is calculated the minimum limiting value of 29113 (Ω-m) under achieving the tolerance value of the personnel touch voltage in safe range requirements. Hence, the land within the network of the substation E-stone laying of the high resistivity 24000 (Ω-m) of new materials injected into the grounding system ground network to 1.2/50 μs lightning current wave (20 kA), time after 15.6 μs new material E-stone touch voltage can be achieved within the safe range. Transient time 15.6 μs previous E-stone, of 24000 (Ω-m) resistivity. Due to security concerned on the touch voltage, a variety of protective measures must be strength enough for safety concerns of personnel.

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