<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE root>
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/" article-type="research-article" dtd-version="1.2" xml:lang="en"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">Modern Transportation Systems and Technologies</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="en">Modern Transportation Systems and Technologies</journal-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Инновационные транспортные системы и технологии</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn publication-format="electronic">2782-3733</issn><publisher><publisher-name xml:lang="en">Eco-Vector</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="publisher-id">681998</article-id><article-id pub-id-type="doi">10.17816/transsyst681998</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en"><subject>Original studies</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru"><subject>Оригинальные статьи</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="article-type"><subject>Research Article</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title xml:lang="en">Grounding resistance: a study based on nonlinearity of soil properties</article-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Исследование сопротивления заземлителей с учетом нелинейности свойств грунта</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-1197-0753</contrib-id><contrib-id contrib-id-type="spin">7820-7708</contrib-id><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Karpova</surname><given-names>Irina M.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Карпова</surname><given-names>Ирина Михайловна</given-names></name></name-alternatives><address><country country="RU">Russian Federation</country></address><bio xml:lang="en"><p>Cand. Sci. (Engineering), Associate Professor</p></bio><bio xml:lang="ru"><p>кандидат технических наук, доцент</p></bio><email>legiero@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff1"><aff><institution xml:lang="en">Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University</institution></aff><aff><institution xml:lang="ru">Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I</institution></aff></aff-alternatives><pub-date date-type="pub" iso-8601-date="2025-07-04" publication-format="electronic"><day>04</day><month>07</month><year>2025</year></pub-date><volume>11</volume><issue>2</issue><issue-title xml:lang="en"/><issue-title xml:lang="ru"/><fpage>230</fpage><lpage>245</lpage><history><date date-type="received" iso-8601-date="2025-06-03"><day>03</day><month>06</month><year>2025</year></date><date date-type="accepted" iso-8601-date="2025-06-03"><day>03</day><month>06</month><year>2025</year></date></history><permissions><copyright-statement xml:lang="en">Copyright ©; 2025, Karpova I.M.</copyright-statement><copyright-statement xml:lang="ru">Copyright ©; 2025, Карпова И.М.</copyright-statement><copyright-year>2025</copyright-year><copyright-holder xml:lang="en">Karpova I.M.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="ru">Карпова И.М.</copyright-holder><ali:free_to_read xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/"/><license><ali:license_ref xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/">https://creativecommons.org/licenses/by/4.0</ali:license_ref></license></permissions><self-uri xlink:href="https://transsyst.ru/transj/article/view/681998">https://transsyst.ru/transj/article/view/681998</self-uri><abstract xml:lang="en"><p><bold>AIM.</bold> To develop a model to calculate the resistance of ground electrodes based on nonlinear soil properties under various external influences, including lightning strikes.</p> <p><bold>MATERIALS AND METHODS.</bold> ELCUT 6.5 software was used to build the model as it allows to implement a coupled, non-stationary current spreading and heat transfer model. The authors discuss the use of the model to solve three problems of the resistance of a single vertical ground electrode; in homogeneous soil under the influence of a lightning impulse, tower footing in heterogeneous soil, and temperature and humidity in single-layer soil.</p> <p><bold>RESULTS.</bold> The developed model allows to consider all factors influencing the specific soil resistance and calculate the resistance of the grounding device based on them. Modeling outputs were confirmed by comparing with the papers of other authors.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="ru"><p><bold>Цель.</bold> Разработка модели расчета сопротивления заземлителей с учетом нелинейных свойств грунта при различных внешних воздействиях, в том числе ударах молнии.</p> <p><bold>Материалы и методы.</bold> Для построения модели использован пакет ELCUT 6.5, позволяющий реализовать связанную нестационарную модель растекания тока и теплопередачи. Рассмотрено применение модели для решения трех задач исследования сопротивления одиночного вертикального заземлителя – в однородном грунте при действии грозового импульса, с учетом фундамента опор в неоднородном грунте и с учетом влияния температуры и влажности в однослойном грунте.</p> <p><bold>Результаты.</bold> Разработанная модель позволяет учесть все влияющие на удельное сопротивление грунта факторы и рассчитать значения сопротивления заземляющего устройства с их учетом. Результаты моделирования получили подтверждение при сопоставлении с работами других авторов.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="en"><kwd>lightning protection system</kwd><kwd>grounding device</kwd><kwd>current spreading resistance</kwd><kwd>modeling</kwd><kwd>ELCUT</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>система грозозащиты</kwd><kwd>заземляющее устройство</kwd><kwd>сопротивление растеканию тока</kwd><kwd>моделирование</kwd><kwd>ELCUT</kwd></kwd-group><funding-group/></article-meta></front><body></body><back><ref-list><ref id="B1"><label>1.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Kuklin DV. Some problems of lightning protection grounding for energy facilities. Bulletin of the Kola Science Center of the Russian Academy of Sciences. 2021;13(3):7-12. doi: 10.37614/2307-5228.2021.13.3.001</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Куклин Д.В. Некоторые проблемы грозозащитных заземлений для объектов энергетики // Вестник Кольского научного центра РАН. 2021. Т. 13. № 3. С. 7-12. doi: 10.37614/2307-5228.2021.13.3.001</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B2"><label>2.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Shishigin SL, Shishigin DS, Smirnov IN. Calculation of the number of lightning outages of a 110 kV overhead line. Electricity. 2023;9:22-30. doi: 10.24160/0013-5380-2023-2-27-36</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Шишигин С.Л., Шишигин Д.С., Смирнов И.Н. Расчет числа грозовых отключений воздушной линии 110 кВ // Электричество. 2023. № 9. С. 22-30. doi: 10.24160/0013-5380-2023-2-27-36</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B3"><label>3.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Gumerova NI, Kolychev AV, Khalilov FKh. Lightning protection of medium, high and ultra-high voltage electric networks (study guide). SPb: Publishing house of Polytechnic University; 2011. EDN: QMLXYX</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Гумерова Н.И., Колычев А.В., Халилов Ф.Х. Молниезащита электрических сетей среднего, высокого и сверхвысокого напряжения. СПб: Изд-во Политехн. ун-та, 2011. EDN: QMLXYX</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B4"><label>4.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Gulov AM, Kolychev AV. Model of overhead power line support in lightning protection problems. Global energy. 2023;29(3):31-42. doi: 10.18721/JEST.29302</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Гулов А.М., Колычев А.В. Модель опоры воздушной линии электропередачи в задачах молниезащиты // Глобальная энергия. 2023. Т. 29, № 3. С. 31-42. doi: 10.18721/JEST.29302</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B5"><label>5.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Kuklin DV, Selivanov VN Numerical Analysis of the Influence of Power Transmission Line Support Parameters on the Overvoltage Level during a Direct Lightning Strike. Proceedings of the Kola Science Center of the Russian Academy of Sciences. 2014;3(22):46-53. EDN: UXRZMH</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Куклин Д.В., Селиванов В.Н. Численный анализ влияния параметров опоры ЛЭП на уровень перенапряжений при прямом ударе молнии // Труды Кольского научного центра РАН. 2014. № 3 (22). С. 46-53. EDN: UXRZMH</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B6"><label>6.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Adamyan YuE, Bocharov YuN, Korovkin NV, et al. Influence of Grounding Device Characteristics on the Efficiency of Nonlinear Surge Arresters. Electrical Engineering. 2018;11:73-78. EDN: KVRYKX</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Адамьян Ю.Э., Бочаров Ю.Н., Коровкин Н.В., и др. Влияние характеристик заземляющего устройства на эффективность работы нелинейных ограничителей перенапряжений // Электротехника. 2018. № 11. С. 73-78. EDN: KVRYKX</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B7"><label>7.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Khalilov F, Kotlyarov E. Lightning protection issues for 35-150 kV overhead power lines in the far north. Electric power. Transmission and distribution. 2015;4(31):60-63. EDN: UGBABV</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Халилов Ф., Котляров Э. Вопросы молниезащиты ВЛ 35-150 кВ в районах крайнего севера // Электроэнергия. Передача и распределение. 2015. № 4 (31). С. 60-63. EDN: UGBABV</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B8"><label>8.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Boronin VN, Korovkin NV, Krivosheev SI, et al. Mathematical modeling of grounding devices under the action of pulsed currents. Bulletin of the Russian Academy of Sciences. Power engineering. 2013;6:80-89. EDN: RPXHFR</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Боронин В.Н., Коровкин Н.В., Кривошеев С.И., и др. Математическое моделирование заземляющих устройств при действии импульсных токов // Известия Российской академии наук. Энергетика. 2013. № 6. С. 80-89. EDN: RPXHFR</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B9"><label>9.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Ivonin VV, Danilin AN. Nonlinear processes in soils during pulse current flow from ground electrodes. Proceedings of the Fersman scientific session of the GI KSC RAS. 2017;14:357-360. EDN: ZNHCPR</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Ивонин В.В., Данилин А.Н. Нелинейные процессы в грунтах при стекании импульсных токов с заземлителей // Труды Ферсмановской научной сессии ГИ КНЦ РАН. 2017. № 14. С. 357-360. EDN: ZNHCPR</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B10"><label>10.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Vendin SV, Soloviev SV, Kilin SV, Yakovlev AO. Modeling and analysis of lightning protection in case of an emergency lightning strike at an electrical substation. Electrical technologies and electrical equipment in the agro-industrial complex. 2021;68(3(44)):37-47. doi: 10.22314/2658-4859-2021-68-3-37-47</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Вендин С.В., Соловьёв С.В., Килин С.В., Яковлев А.О. Моделирование и анализ молниезащиты при нештатной ситуации удара молнии на электрической подстанции // Электротехнологии и электрооборудование в АПК. 2021. Т. 68, N 3(44). С. 37-47. doi: 10.22314/2658-4859-2021-68-3-37-47</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B11"><label>11.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Shishigin SL, Shishigin DS, Smirnov IN. Calculation of grounding devices taking into account ionization and frequency properties of the soil. Bulletin of the Russian Academy of Sciences. Power Engineering. 2022;6:46-63. EDN: QRBLNH doi: 10.31857/S0002331022060024</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Шишигин С.Л., Шишигин Д.С., Смирнов И.Н. Расчет заземлителей с учетом ионизации и частотных свойств грунта // Известия Российской академии наук. Энергетика. 2022. № 6. С. 46-63. EDN: QRBLNH doi: 10.31857/S0002331022060024</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B12"><label>12.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Guide to protecting 6-1150 kV electrical networks from lightning and internal overvoltages. St. Petersburg: PEIPK Mintopenergo RF; 1999.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Руководство по защите электрических сетей 6-1150 кВ от грозовых и внутренних перенапряжений. Санкт-Петербург: ПЭИПК Минтопэнерго РФ, 1999.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B13"><label>13.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Vedeneeva LM, Chudinov AV. Study of the influence of the main properties of soil on the resistance of grounding devices. Bulletin of Perm National Research Polytechnic University. Geology. Oil and Gas and Mining. 2017;16(1):89-100. doi: 10.15593/2224-9923/2017.1.10</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Веденеева Л.М., Чудинов А.В. Исследование влияния основных свойств грунта на сопротивление заземляющих устройств // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Геология. Нефтегазовое и горное дело. 2017. Т. 16, № 1. С. 89-100. doi: 10.15593/2224-9923/2017.1.10</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B14"><label>14.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Krivosheev SI, Kolodkin IS, Magazinov SG, et al. Modeling of wave processes in a vertical ground electrode under lightning influence. Materials Science. Power Engineering. 2021;27(3):27-38. doi: 10.18721/JEST.27303</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Кривошеев С.И., Колодкин И.С., Магазинов С.Г., и др. Моделирование волновых процессов в вертикальном заземлителе при грозовом воздействии // Материаловедение. Энергетика. 2021. Т. 27, № 3. С. 27-38. doi: 10.18721/JEST.27303</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B15"><label>15.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Lebedev VD. Computer modeling and study of the characteristics of single natural ground electrodes. Bulletin of the Ivanovo State Power Engineering University. 2011;1:27-32. EDN: PFJWUN</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Лебедев В.Д. Компьютерное моделирование и исследование характеристик одиночных естественных заземлителей // Вестник Ивановского государственного энергетического университета. 2011. № 1. С. 27-32. EDN: PFJWUN</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B16"><label>16.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Shishigin SL, Novikova AN. Calculation of grounding resistance of foundations of overhead power line supports made of reinforced concrete mushroom-shaped footings in heterogeneous soil. Bulletin of the Research Institute of Direct Current. 2011;1(65):164-173. EDN: PAFZIL</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Шишигин С.Л., Новикова А.Н. Расчет сопротивления заземления фундаментов опор ВЛ из железобетонных грибовидных подножников в неоднородном грунте // Известия НИИ постоянного тока. 2011. № 1 (65). С. 164-173. Дата обращения 30.04.2025. EDN: PAFZIL</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list></back></article>
