Effectiveness of 2-Layered grounding grids in high voltage GIS substations and new design considerations using FEM

Eficacia de redes de puesta a tierra de dos capas en subestaciones GIS de alta tensión y consideraciones de diseño mediante FEM

With the rising demand for electricity and the expansion of power generation facilities, grounding systems have become critical for ensuring human safety and equipment protection. This study employs the finite element method to model single- and double-layer grounding networks, evaluating their effectiveness in mitigating step and touch voltages. Findings reveal that, despite increased complexity and cost, the double-layer configuration does not significantly enhance ground resistance reduction or voltage distribution, indicating that the single-layer network remains a reliable and efficient solution. 

Con el aumento de la demanda eléctrica y la expansión de las instalaciones de generación, los sistemas de puesta a tierra se han vuelto esenciales para garantizar la seguridad humana y la protección del equipo. Este estudio emplea el método de elementos finitos para modelar redes de puesta a tierra de una y dos capas, evaluando su eficacia en la mitigación de las tensiones de paso y de contacto. Los resultados muestran que, pese a su mayor complejidad y costo, la configuración de doble capa no mejora significativamente la reducción de la resistencia de tierra ni la distribución de voltaje, indicando que la red de capa única sigue siendo una solución confiable y eficiente.