Int ern at i onal  Journ al of Ele ctrical  an d  Co mput er   En gin eeri ng   (IJ E C E)   Vo l.   10 ,  No.   3 ,  June   2020 ,  pp.  2884 ~ 2893   IS S N:  20 88 - 8708 ,  DOI: 10 .11 591/ ijece . v 10 i 3 . pp2884 - 28 93           2884       Journ al h om e page :  http: // ij ece.i aesc or e.c om/i nd ex .ph p/IJ ECE   Photov oltaic  sola r farm:  earth ing syst em design f or    cost red uction  an d syste m comp lianc e       Moham ad N asse reddine 1 ,  K ha le d  Ali 2 , Ch ad i  Nohra 3   1,2 Depa rtment   of   Ele ct r ical and  C om pute r  Engi n e eri ng ,   Am eri ca n   Univer sit y   in  Du bai ,   U nited  A rab   E m ira t es   3 Depa rtment of  El e ct ri ca l   and   C om pute r  Engi n e eri ng,   Be irut   Ar a b  Univer sit y ,   Lebanon       Art ic le  In f o     ABSTR A CT   Art ic le  history:   Re cei ved   J un   26 , 2 019   Re vised  Dec   1 0 ,   20 19   Accepte d  Dec   1 6 , 20 19     The   inc r ea sing   demand  for  gre en  s ustai nab le   ene rg y   sour ce   le d  t o   a  worldwide  in cre ase   in  the   in stal lation  of  l ar ge  sca l e  photov olt aic  (PV )  far m s.  To  ensure   the   PV   far m s  complia nce   w it h  safe t y   and  oper ational  guide li n es,   ea r t hing  s y stems   are   essential  c o m ponent   of  the   design.   An  ade quate  e a rthi ng  s y st em  for  low,   m e dium,  and  high  vo lt a ge  areas  of   the   PV   far m   en sures  ene rg y   un der   fau lt   c onditi on  and  s y s te m   m al func ti o n   are   absorbe d   wit hout  excee ding  t he  desira b le   l imits.  Th e  work  in   thi s  pape r   ca ptur es  the   soi l  resisti vi t y   and   the   ea r thi ng  s ystem  req uire m e nts  for  ea ch  volt ag e  le ve l.   T he  pape r  high li g hts  the   boundar i es  for  combined  or  sepa rate   ea rth ing  s y st em  bet wee n  low,   m edi um   and  high  volt ag e.   F urthe rm ore ,   the   works   foc us   on  the   sy stem  cost  and  m ai ntenanc e  withou t  je opar di zi n g   s y stem i nt egr i ti e s a nd  saf ety   complia n ce .   Case   stu d y   is also i n cl ud ed.   Ke yw or d s :   Earth p otentia l rise    Fault  cu rr e nt  di stribu ti on   PV   gro undi ng   Sp li t fact or   Copyright   ©   202 0   Instit ut e  o f Ad vanc ed   Engi n ee r ing  and  S cienc e .    Al l   rights re serv ed .   Corres pond in g  Aut h or :   Chadi  N ohra,    Dep a rtm ent o f El ect rical  an d  Com pu te r  E ng i neer i ng,   Be irut Ara b U niv e rsity , Tr i poli  Leb a non ,  U nited  A ra b  E m irat es.   Em a il : c.no hra @b a u. e du.lb       1.   INTROD U CTION   Ele ct rical   pow er  f or m   an  ind is pe ns able  par t  of   hu m an  com fo rt  a nd  eco nom ic   dev el opm ents.   An   el ect ric  power   outa ge  ca n  cause  m ajo r  disturba nce  to  hu m an  daily   a ct ivit y,  and   m i gh t  bur de n  the   glo ba l   econom y.  Moreo ve r,   gen e rati on   of   el ect ric  powe r  is  heav i ly   dep en de nt  on   fo s sil   fu el .   The  Co 2  em i ssions   from   this  gen e rati on  proc ess  neg at ively   a ff e ct s  the  e nv i ron m ent.  I n  a dd it ion  to  t he  e nviro nm ental   i m p act s ,     the  de pleti on  of  f os sil   f uel  pu ts  add it io nal  bur de n  on  gove rn m ent  and  res earche rs  to   fin d  a  gr ee n  s us ta inab l e   so urce  f or  elec tric al  p ower  ge ner at io n.    So la r  e nergy  is  on e  of   the  gr e en  su sta i nab le   so urces   that  ca n  be  us e d  as  an   al te rn at ive  to  fo ssil   f uels.   Photo vo lt ai c  ( PV )  te c hnolog ie s  cov e rt  su n  rad ia ti on   i nto  direct  current   (D C)  e nergy,   without  the  ne gative   i m pact  associat ed  with  util iz ing   f os sil   f uel.  The  U nited  Nati ons,  sup porte d  by  gove rn m ents,  enc oura ge     the  dep l oym ents  of   PV   syst e m   fo r  sm all,  m edium   and   lar ge - scal e   pro j e ct s.  Larg e  scal e  proj ect s  are  form ed  with  la r ge  nu m ber   of  PV  pa nels  ac ro ss   l arg e   area ,   as  sh ow n  i n  Fi gure  1  [ 1].  The   m ajo rity   of  el ect rical  netw orks  op e r at e  on   al te r nating  c urre nt  ( AC )  syst em .  Thu s ,  in  a dd it io n  to   gen e rati ng  D C  from   su n  ra di at ion ,   the  P V  far m   conve rts  DC   to   AC,   f or  net w ork  de plo ym e nts.  For  a  la rge  PV  fa rm ,  after  ob ta ini ng  t he   AC   powe r,  t he  syst e m  w il l st ep  up  the  vo lt ag e  us ing t w o  sta ges:      Lo w vo lt age  to  m ediu m  v oltage  (11 kV to 1 33kV)     Me diu m  v oltag e to  high  vo lt a ge (6 6kV  and  up)   The  hi gh   volt age  side  is  co nn ect ed  to  a  trans m issi on   li ne  ne twork  to  tra nsm it   the  gen e rated  po wer   t o  the  load .  To  e ns ure  the  syst e m   is  co m plyin g  with  safety   regulat ion s  a nd   operati onal   gu i delines,  ea rthing  syst e m   (also  know n  as  gro unding  syst em )  i s  re qu ire d  t hro ughout  t he  pla nt.  T o  c om ply   with  sta nd a rds  a nd   po li ci es,  the  e arthin g  syst em   is  req uire d  f or  the  DC,  lo w ,  m edium  and  hig h  vo lt age  areas.  T he  ear thin g  syst e m   is  com po s ed  of  the   ea rth  gr i d,   t he  ea rth  ca ble,  a nd  t he  ca ble  scre e n  ( or  the   ove rhead  ea rth  wire )   [2 - 7].   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N:  20 88 - 8708       Ph oto v oltaic s ola r  fa r m: eart hing syste m de sign f or   c os t   re du ct io n  …   ( Mo ham ad Nasse r edd i ne )   2885   The  eart h  gri d i s f or m ed  by steel  f oundat ions , elect ro de s and m esh.  Th e earth  gri d  i s locat ed  at  the P V pa nels,  as  well   as ,  at   the  lo w,  m edi um   and   high  vo lt age   s ubsta ti on s .  P V  far m s  are   ex posed   to  DC   an d  A C  fau l t   conditi ons.  Th e  ro le   of   the  ea rth  gri d  is  to  absor b  the  fau lt   energy,  w hich  pr e ve nts  hu m an  injur y  or  da m age  to    the equipm ent.     Currentl y,  IE EE  sta nd a rds   [2 ,  5]  are  the  m a in  ref e ren ces  for  earthin g  desi gn  procedure s.   These  sta nd a r ds   are  base d  on   s ubsta ti ons   and   has  no   r efere nce  or  s pe ci al   pr oce dur es  for  la r ge  P V  fa r m   earthin g  desi gn.  F ollow i ng   t he  cu rr e nt  IEE E  sta nd a rd s  c ould  le a d  to  an  unnecessa rily   com plex  syst e m ,   wh ic h  has  im pact  on  cost  a nd  en vir on m ent.  T he  m ai n  co ntributi on   of  this   pa pe r  is   a   ste p - by - ste p  guide   to  desi gn   the earthi ng  sy stem  f or  lar ge sc al e PV  f a rm s . Th e  pap e r  f oc us es  on  syst em  co m pliance wh il e reducin g p rojec t  costs,  m ai ntenan ce  re quirem ents  with out  j e op a r dizing  t he  safety   aspect o f  the d esi gn.   A no t her   c ontrib ution o f   this  pa per   is  a naly sis  of   t he  i m pact  of   va ri ou s  so il   resist i vity   structu re  on   t he  eart hing  de sig n  of  P V  fa rm .   The  pro vid e d  analy sis  includes  DC,   lo w,   m edium ,  and   high  volt age  area s.  This  a na ly sis  sh ou ld  pro vid e   the  desig ne r  w it h  the  require d  init ia l  assessm ents.  Finall y,  this  pap e r  co nsi der s  the  var i ou s  volt age  ar eas,  i.e .   DC,  l ow ,  m edium , an d hig h v oltages,  in  t he e arthin g desi gn pro ces s.            Figure  1 .   Lar ge  scale  P V  fa r m       2.   THE ORETI C AL ST UDY   2.1.     P hotov olta ic   fa r m desi gn   The  desig n  a nd  la yo ut  of  P V   far m s  is  discu ssed  in   this  se ct ion .  T he  po wer   of  the  P V  pan el s  va ries   betwee n 100 t o 3 70 w at ts.  F or large  P V  fa rm , th e  re qu ire d n um ber  of PV  pa nels  N PV   is de te rm ined by ( 1):     PV F PV P P N                   (1)     wh e re  P F   is  the   PV   fa rm   po we r  capaci ty   in  Watt s  and   P PV   is   the  ind ivi dual   PV   pa nel  po wer   in  Watt s.  The  P V  pan el s  are  in sta ll ed  in  strings  and   ar rays  to  su it   the  instal le d  inv erte r  rati ng   ca pacit y.  The  num ber   of   P V   pan el s  p e r  in ve rter is c om pu te d usin g  ( 2 ) .     M P P N PV i i PV                 (2)     wh e re  P i   is  the  cho se n  in ver te r  m axi m u m   po wer   po i nt  (MP PT)  rate d  pow er  as  per   the  m anufactu rer   in  Watt s,   P PV   is  the  ind iv idu al   P V  pa nel   power   i n  W at t s,  an d  M   is  the n um ber   of  MP PT  at   the  ch ose n  in ver te r .  Fi gure  2  sh ows  a  la yout   of   P V  far m .  As  sh ow n  in  Fig ur e  2,   the  AC  s ide  of   the  i nv e rter  is  fed   to  a  ste p - up   tra nsfo rm er.   Also ,  t he  hi gh   side  of  the  tr ansfo rm er  is  fed   to  the  high   vo lt age  subst at i on   f or   a nother  volt age  ste p - up.   Ca bles w it h sc reen s  are  u se d t o  co nnect  the   m edium  tran sf or m ers  to t he h igh   volt age s ub sta ti on s.    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  10 , No .  3 ,  J une   2020   :    2 8 8 4   -   2 8 9 3   2886   PV   Pa n el s In v e rt er   &  St ep - u p   T ran s fo rme r MV / H V   T ran s fo rme r In v e rt er   &  St ep - u p   T ran s fo rme r In v e rt er   &  St ep - u p   T ran s fo rme r     Figure  2 .   P V  f arm  lay ou t showin g  the  p a nel s,  in ver te r  a nd  trans form er       2.2.    S oil resi st ivity   The  ea rth gr i d resist ance  of  t he  g r oundin g  sy stem  is g ov e r ne d by the size   of  t he  c onduct ive m at erials   e m bed de d  i nto   the   gro und,   an d  the   so il   resist ivit y  ( ρ )  of   t he  a rea.  T her e fore,   so il   resist ivit y  for m s   an  i m po rtant  el e m ent  w hen  it   com es  to  gro undi ng  syst em .  Me asur i ng  so il   resis ti vity   is  r equ i red  to   det erm ine   the  so il ’s   abili ty   to  retar d  th e  co nductio n  of  an   el ect ric  current.   S oil  res ist ivit y  values   ty pical ly   ran ge   from   about  2  to  10,000   Ω - m ,  bu t  m or e  e xtrem e  values  are  not  un us ua l.  Ta ble  1  sh ows  t he  s oil  resist ivit y  rang e  f or   diff e re nt  so il   t ypes.   T he  s oil  resist ivit y  valu e  sig nificantl y  i m pacts  the  gri d  r esi sta nce.   T he  gr i d  re sist an ce  in  tur n  re flect s  on  the  ea rth   pote ntial   rises  a nd  vo lt age   tra ns fe r.   T he refor e ,  a   m or e  accurate  so il   resist ivit y  value   is  req uir ed  f or   com pliant  design.  A ny  of   the  so il   resist ivit y  m et ho ds,  su c h  as  W en ne r   m et ho d,   the Sc hlu m berger  ar ray,  or   t he  drive n  r od m et hod  ca n be  use d  t o determ i ne  the  s oil resi sti vity  [ 1 - 11] .       Table   1 .   Ty pic al  so il  r esi sti vit y of va rio us  ty pe of  so il   Ty p e of  Soil o r  wa ter   ρ   ( Ω - m)   Sea  W ater   2   Clay   40   s Grou n d  well  an d  sp ring  water   50   Clay  an d  Sand   m ix   100   Sh ale,  Slates ,  San d sto n e   120   Peat,  Loa m   an d  M u d   150   Lake and  Broo k  Water   250   San d   2000   Moran e G ravel   3000   Rid g e Gr av el   1 5 0 0 0   So lid  gran ite   2 5 0 0 0   Ice   1 0 0 0 0 0       2.3.    Grid re sistance   The  ea rth g rid resist ance  of a  sing le  elec tr od e  R g   is cal culat ed by  ( 3 )   [2 - 14]     1 8 ln 2 d L L R g               (3)     wh e re  ρ  is  th e  so il   re sist ivit y,  L   is  the   burie d  le ngth   of  the   el ect rode   in  m et ers,   an d  d   the   diam e te r  of   the  el ect ro de  i n  m e te rs.   Fig ure  3  sho ws  the   resist ance  of  0.5m   e le ct ro de ,  with  a  cross - sect ion al   area  of   70  sq ua re  m il lim e te rs,  u nde r  var i ou s   s oil  resist ivit y  conditi ons .  Fig ure 3  cl ear ly   ref le ct s  the  i ncr ease   in  ea rt h  gr i d  resist ance  valu e of  a si ng le  el ect rode  with th e increase  in  th e so il  r e sist ivit y.    The  P V  pa ne ls  are  instal le d  on   a   sup port  struct ur e ,  wh ic h  has  c oncrete  fou nd at ion s .   T hese   fou nd at io ns   ha ve  co nductive  ste el   m a te rial s  wh ic h  m akes  it  su it able  to  act   as  an  el ect ro de .  It  is  wo rth   noti ng,  that  the  PV   s yst e m   cann ot  exists  with ou t   the  sup portin g  str uctu re,  th eref or e  t hese  structu res  for m   an   ind is pen sa ble  el e m ent  of   the   PV   far m .  Fig ur e  4  show s  th e  pan el   instal la ti on s  in  P V  farm .   The  la rg e  num ber   of  P V  pan el s   r eflect   la rg e   nu m ber   of  st eel   f oundat ions.  C om bin ing   these  steel   fou nd at io ns  h as  t he  pote ntial   to   form   low  gri d  resist ance,   pe ndin g  s oil  resist ivit y  values.   D ur i ng   t he  asse s sm ent  within  this  pa pe r,   eac h  le g  is  consi der e d  a s a n  el ect r od e .    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N:  20 88 - 8708       Ph oto v oltaic s ola r  fa r m: eart hing syste m de sign f or   c os t   re du ct io n  …   ( Mo ham ad Nasse r edd i ne )   2887       Figure  3 .   Sin gl e ele ct rode  gr i d resist ance  for  v a ro i ou s  s oil r esi sti vity           Figure  4 .   P V p anels instal la ti on in  la rg e  f a r m  an d  it s f ou ndat ion em bed de d  int o  the   gro und [ 11 ]       Fo r   a r ow of P V  pa nels, each   fou nd at io ns  is connected t o  th e n ext one u si ng the steel  o f   the stru ct ur e   that  su pport   th e  pan el s.  Let   R s   denote  the  resist ance  of  the  ste el   structur e  bet ween   t wo   f oundat io n  po le s,   R a   denote  the   resist ance  of   the  ste el   str uc ture  a bove  gro und,  an d  R ft   d e no te   t he  f oo ti ng  resist an ce  of   the  foundati on  po le .  Fi gure  5  sh ows  the  resis ta nce  ci rcu it   of  a  ro w  of  PV   pa nels.  N ote  that  R ft=   R g+   R a   ,   whe r e   Rg  is  ob ta i ne d  from   ( 3 )   re pr ese nts  t he  r esi sta nce  belo w  gro und  for   the  fou nd at io ns   of  the   sup portin g  structu re.   Sinc e R g >>R a , th er efore R ft   ≈R g .    Fo r   a  lo ng  r ow  w he re  it   is  co ns ide red   a n  in finite   syst e m ,  analy sing  the  ci rc uit  in   Fig ur e  6  t o  determ ine  the  total   resist ance   of   t he  r ow.  “ R inf ”  is  the  in f init e  resist ance   as  seen  from   the  en d  of  the   row.  Infinite   syst e m   def init io n:  when  the  input  re sist ance  at   the  edg e  of   the  r ow  can no t  capt ure  the  entire  le ng t h  of   the syst em , th eref or e  only  a s ect ion   of the  r ow is c onside re d for the  in pu t  resist ance.               Figure  5 .   Re sist ance circ uit f or the  row     Figure  6 .   ci rcu i t analy sis f or     the lo ng ro w         R ft R s R ft R ft R s R ft R ft R ft R s R s R ft R s R i n f i n f R Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  10 , No .  3 ,  J une   2020   :    2 8 8 4   -   2 8 9 3   2888   An al yz in g  the   ci rcu it   in  Fig ur e  6  ge ner at e s  in   ( 4 )   [ 2,   5].   Figure  7 ( a )   il lustrate s  the  in finite   input  resist ance  of a  long  row usin g f oo ti ng  resist ance  from   Figu r e  5. F or the si m ula ti on , R s   is  assu m ed  to  be  0 . 1Ω.       = 2 + √                  (4)     Figure  7 ( b )   s hows  t he  in pu t  i m ped ance  f or   an  infi nite  row  with  diff e re nt  fou nd at io ns  detai ls.  The  f igures  sh ow   the  f oundat ion   de pth   c hanges  t o  re presents  di ff e rent   el ect ro de  c ha racteri sti cs.  It  is  cl early   sh ow n  f ro m   the  fi gure  that   the  f oundat io n  detai ls  play   an  im po rta nt  ro le   al ong  wi th  th e  s oil  re s ist ivit y  to  determ ine   the  infin it e  in put  resist ance  va lue .  Ba sed  on  the  above  in form ation ,  it   is  i m po rtant  to  de te rm ine  the  le ng th  f or   the ro w  to  b e  c on si der e d  a n  i nfi nite sy ste m .  The pa per   us es   ( 5 )   t o determ i ne  the  in finite  leng t h  L inf   [ 15, 16].        √  > 2                   (4)     Figure  8  s how s  the  le ngth   of  the  r ow  to  be  c on si der e d  as   a n  in finite   syst em   fo r  dif fer e nt   fou nd at io ns  char act e risti cs.  Ba sed  on  the   si m ulate d  dat a,  it   is  cl early   sh ow n  that  i n  so la r  far m s,  in finite   co ndit ion s  a r e   app li cable  as  t he  r ow   usual ly   are  form ed  by  100s   of   pan el s   wh ic h  eq uate  to  100s   of   m eter s.  T he  resist a nce  as   per  ( 4 )   is u sed   as an  in pu t  resi sta nce at the  in ver te r  tra ns f orm er ear th  gri d .           (a)   (b)     Figure  7 .   (a )  I nfi nite i nput  resi sta nce fo r  a l ong  in finite  ro w,     (b) In finite  in put resist a nce fo r  a n  in finite  ro w unde r diffe r ent   f oundat io n           Figure  8 .   I nf i nite l eng th  for r ow  unde r diffe r ent fo undatio n detai ls     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N:  20 88 - 8708       Ph oto v oltaic s ola r  fa r m: eart hing syste m de sign f or   c os t   re du ct io n  …   ( Mo ham ad Nasse r edd i ne )   2889   2.4.    Ear th   gri d la yout   Fo ll owin g  the   l ay ou t  in   Fi gure   2,  the  earth   gri d  of  each   sect ion  can   be   bond ed  us in g  t he  ca ble  scree n  or   ca ble  tray s  t o  the  rem ai nin g  eart h  gr id s.  Figure  9 ( a )   s hows   the  pro pos ed  ci rc uit  f or   t he  c om bin ed  e arthin g  syst e m   of   the  PV   fa rm .  Co m bin in g  the  ea rt h  gr id  offer s  num ero us   br a nc hes  f or   t he  fa ul t  cur re nt  distri bu ti ons ,   in  add it io n  to  vo lt age  tra nsfe r  betwee n  thes e  gr ids .  De pendin g  on  the  fa ult  cur re nt  m a gn it ude  an d  ea rth  gri d  resist ance,  the   vo lt age  rise  du e  to  c urre nt  distribu ti on   c ou l d  reac h  un safe  lim it  and  cause  dam age  to  app a ratuse s  a nd  risk  to  hum ans.  Pe nd i ng  the  tra nsfo rm er  arr a ngem ent  ( De lta - W ye )   a nd  if   it   is  ground e d,   the  gro und  faul t  cur re nt  co ndit ion   will   be  de te rm ined.   T he  gro und  fa ult  at   the  HV   s ubsta ti on   can  be  fe d  from   the  util it y  and   the  ent ire  PV   f arm .  This  conditi on   co ul d  in crease  the  gro und  fa ult  curre nt  du e  to  util ity  fau lt  conditi ons.  U nder  f a ult co nd it ion ,  the c urre nt  sp li t i s go vern ed by t w o  la w s :     Current  div i der r ule     Mutual c ouplin g betwee n faul te d  phase  and  r et urn path    Figure  9 ( b )   re pr ese nts  a  fau l t  conditi on,  th e  current  i nto   the  com bin ed  earth  gr i d  is  gove r ned   by   current  di vid e r   ru le   an d  the  m utu al   cou plin g  betwee n  the  fau lt ed  ph a se  and   ca ble  scre en.   T he  fa ult  current   distrib ution   be tween  the  ea rth  gri ds   (HV,  MV  an d  PV   e arth  gri d)  is  gove r ned   by  th e  current  di vide r  r ule   without m utu al  coup li ng.  T he sc reen cu rr e nt  can  be  c om pu te d usin g  ( 6 )   [16]     = (  −  −  −  + )                 (6)     wh e re  I g   is  the  total   gr id  fa ult  current  ( for  the   com bin ed  gr i ds),  I f   is  the  fa ult  cur re nt,  Z scr - in   is  the  cable  screen   input  i m ped an ce,  Z m   is  the  m utu al   cou pling   betwee n  th e  fau lt ed  phas e  and   the  ca bl e  screen,   a nd  R g   is   the  com bin ed  earth  gri ds   ( H V,   MV  an d  P V  earth  gri ds).     Af te r  determ ining   I g   usi ng  in   ( 6 ) ,  cu rr e nt  div id e r   ru le  is a ppli ed t o  s plit   I g   into  the  diff e re nt ear th grids  (H V  e arth gri d,  M V ea rth gr i d  a nd  PV  ea rth  grid ).        MV   E art h   G ri d PV   E art h   G ri d Co n n ec t i o n   Imp ed an ce H V   E art h   G ri d MV   E ar t h   G ri d PV   E art h   G ri d Co n n ec t i o n   Im p ed an ce E art h   Bar  a t   t h e  H V   Su b s t at i o n   MV   E art h   G ri d PV   E art h   G ri d H V   E art h   G ri d Cab l e  Scr een   Res i s t an ce Fa u l t ed   p h as e   at   H V   Su b s t at i o n Cab l e  Sc r een   fo r  t h e   fau l t ed   p h as e i s c r e e n i f a ul t   (a)   (b)     Figure  9 .   (a )  E arth gri d  ci rc ui t l ay ou t;  (b)  fa ult co nd it io n w it h  m utu al   coupling       3.   PROP OSE D DESIG N DI A GRAM   On e  of   the  pap e r’s  m a in  con tri bu ti ons   is  pr esente d  in  this  sect i on.  As  hi gh li gh te d  within     the  introd uctio n,   the  cu rrent  s ta nd a rd s  a nd   proce dures  do   not  ref le ct   the  optim u m   pr oces s  for  la rg e  P V  far m   earthin g  deig n.  The   pa per  util iz ed  the  a vaila ble  in for m at ion   within   t he  cu rr e nt  sta nd a rds  [ 2 - 7] ,  and   the  avail able  re search  outp uts [ 13 - 20 ] ,  to d et erm ine  the  op ti m u m   ste ps   to  e ns ure  the  ea rth ing  d esi gn  c ompli es   with  saf et y  and   operati on  po li ci es.  No te   that  this  is  done  wh il e  r edu ci ng  im ple m entat ion   cos t  an d  env i ronm ental   i m pact  of   the  pro j ect .  Ba sed  on   the  t heoreti cal   sect ion   ana ly sis,  the  pap er   proposes  the  desi gn   diag ram  sh own  in  Fi gure  10.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  10 , No .  3 ,  J une   2020   :    2 8 8 4   -   2 8 9 3   2890   P V   E a r t h i n g   D e s i g n   D i a g r a m S t e p   #  1 :  G a t h e r   d a t a ( s o i l ,  f a u l t   c o n d i t i o n s ,  e t c   )  S t e p   #  2 :  D e s i g n   e a r t h   g r i d   l a y o u t ( w o r s t   f a u l t   s c e n a r i o )  S t e p   #  3 :  C a l c u l a t e   e a r t h   g r i d   r e s i s t a n c e S t e p   #  4 :  C o m b i n e   g r i d   c u r r e n t S t e p   #  5 :  C a l c u l a t e   c u r r e n t   m a g n i t u d e   f o r   e a c h   e a r t h   g r i d S t e p   #  6 :  C a l c u l a t e   E P R   f o r   e a c h   e a r t h   g r i d S t e p   #  7 :  D e t e r m i n e   i f   E P R   i s   b e l o w   a l l o w a b l e   l i m i t s D e s i g n   R e p o r t Y e s No     Figure  10 .   Pro po s ed  d esi gn di agr am  f or P V farm  earthin g  s yst e m       The  ai m   of   the  diagr am   is  to  set   the  op ti m u m   ste ps   fo r  the   desig n  when  i t  co m es  to  PV   so la r  far m   earthin g  syst e m .  The  diagr a m   ai d  the  des ign e r  to  de te r m ine  the  requ ired  ste ps  to  ens ur e  the  sys tem   i s   co m pliant  to  s afety   an d  op e r at ion al   re quire m ents.  From   t he  diag ram ,  ste p  #3  f or m   the  area  w her e  t he   earth   gr i d  resist ance   is  c om pu te d  ba sed  on  t he  propose d  syst em .  Ba se d  on  the   res ults  f r om   ste p  #7,  the   eart h  gr i d  desig n  will   be   al te red   to   e ns ure  t he  eart h  p ote ntial   rise  (EPR )  is  w it h in  the  al lo wab le   sa fety   lim it s.   Fo r   al lo wab le   safety   lim it s,  IEEE  80  an d  re fer e nces  [5 ]   ca n  be  us e d.   T he   theo reti cal   se ct ion   highli ghts  that   the  f oundat io n  of   t he  P V  st ru ct ur e  ca n  be   us e d  as  el ect rodes  t o  re duc e  the  eart h  gri d  of   the  PV  far m .   The  c om bin ed   footin gs   resis ta nce  can   be   c om pu te d  us in g  ( 4 )   al ong  with  the   m axi m u m   le ng th  as   pe r  ( 5 ) .  These  c oncept s  is  the  sam e   as  transm issio n  li ne   in pu t   resist ance,  w hich  is  ver ifie d   in  t he  f ollo wing   ref e ren ces  [ 20 - 2 5 ] .  The se  equ at io ns   ai d  t he  desi gn e r  to   com plete   the   assessm ent  us ing   e xcel  or   Ma tl ab   eng i neer i ng software .    The  pro po se d  diag ram   set   the  ste ps   require d  to  c om plete   t he  a dequate  de sign.  T he  dia gra m   ensures   the  cost  of  the   earthi ng   syst em   is  con tr olled  by  ens uri ng  on ly   the   re qu i r e d  el ect r od e   is  instal le d.   Add it ion al   el ect ro des   are   instal le d  to  s uit  ste ps   2  &  3.   By   sta rtin g  the  desi gn  as sessm ent  us ing   the  fou nd at i on s   as   el ect ro des   a nd  then  c om plete   the  s plit   factor  cal culat ion s,   th e  desi gn e r  has  the  op portu nity   to  co ntr ol  th e  cost   o f  the  ea rthi ng  syst e m   by  red ucin g  the  nu m ber   of   el ect r ode  require d  wit hout  co ns ide ra ti on   of  the  str uctu re   fou nd at io ns .   T he  c os t  re duct ion s   ad d  great   value  t o  the   en gin ee red  earthi ng  syst em   and   has  posit ive  i m pact   on   t he  pr oj ect   ov e rall   budget .   In   t his  sec ti on,  it   is  exp la ine d  the  resu lt s  of  resea rch   a nd  at   the  sam e  tim e  is   giv e n  the  c ompre he ns ive  dis cussion.  Re s ult s  can  be  prese nted  i n  fig ures,   gr a phs,  ta bles  and   othe rs  t hat  m ake    the r ea der u nd erstan d  easi ly  [2,   5]. T he disc us sio n  ca n be  m ade in  se vera l s ub - c hap te rs       4.   THE ORETI C AL DIS CUSS ION   Safety   is  al ways  the  nu m ber   on e  pri ori ty   du ri ng   any  phas e  of   a  proj ect .  Earthin g  syst em   is   crit ic al  because ,  i n  a ddit ion   t o  m ai ntaining   a de qua te   op e rati on  of  the  P V  far m ,  it   ensures  saf et y  of   t he  P V  far m .   Currentl y,  on e   of  the  m ajor  issues   relat ed  t o  desig ning  ea rthing  syst em   fo r  la rg e   P V  fa rm s  is  the  abse nce  of   cl ear  set   of   proce dures  th at   govern  the  de sign e r  decisi on s .  F or   e xa m ple,  fo r  co nventio nal  hi gh  vo lt age   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N:  20 88 - 8708       Ph oto v oltaic s ola r  fa r m: eart hing syste m de sign f or   c os t   re du ct io n  …   ( Mo ham ad Nasse r edd i ne )   2891   su bst at ion s  a nd  transm issi on  li nes,   IEEE  and   oth e r  sta nd a r ds   set   cl ear  desig n  ste ps  to  ensure  s yst e m   com pliance  w hile  ta king  int o  c on si der at io n  the  c os t  a nd  m ai ntenan ce   requirem ents.  Howe ver,  a  un i fied   desig n  ste ps   f or   la rg e   P V  fa rm s  do es  no t  e xist.  T o  reso l ve   this  m ajo r  is su e,  t his  pap e r   intr oduces  a   desig n  diag ram ,  sh own  in  Fig ur e   10.   This  desig n  di agr am ,  wh ic h  adh e res  to  the  var i ou s  sta nda r ds   an d  publica ti on s,  can   be  us e d  as  a  gu ideli ne  for  the  m ini mu m   req uirem e nts  thr ough ou t   the  desig n  pr ocess.   T he  pr opose d  desig n  diag ra m   al so   introduc es  the   first   ea rthing  desi gn  diag ram   fo r   la rg e   P V  far m s.  N ote  that   this   desi gn  diag ram   can  be  us ed  as  a  ba sis  fo r  eart hing   syst e m   design  fo r  al te rnat ive   ren ew able  ene rg y  pro j ect s  suc h  as  wind  far m s.        5.   CASE   ST UDY   A  200M W   P V  so la r  fa rm   is  plann e d  f or  Lebano n  Be ka a  valle y,  the  PV   pa nels  are   instal le d  i n    the foll owin g  a rr a ng em ent:     113 r ow s  of  pa nels,  5000  pa ne ls per r ow      Footi ng se par a ti on  is  4  m , f oo ti ng   dep t h  is  1m , an d  f ooti ng  rod  c ross - sect i on al  a rea is  12 0  m m 2     The  ste el  str uct ur e  is m ade o f   90x90 sq ua re  ga lvanize d  ste el  w it h  t hick ness  of  7  m m     Re sist ivit y of  s te el  stru ct ure  13. 8  ×  10 ^ ( - 8)  Ω - m  an d  S oil r esi sti vity  o f  th e area is  100 Ω - m     Ever y  r ow h as   it s o w n  ste p up trans f or m er to 1 32 kV      The  ste p - up   tra ns f or m er gr ound i ng is c onne ct ed  to  132/ 22 0 kV g rou ndin g usin g 1 20 m m 2  screen.     The 2 20k V  fe ed er  h as  a  48 c or e  O P G W  as  the  OHE W.       The  se pa rati on b et wee n  t he O HE W  a nd the l ow est  phase is   4.1m     The hig hest  fa ult cu rr e nt s upplied  by the  22 0 kV is 1 5 k A wit h 150 m s clea ran ce  tim e     The  220 - kV   substat ion eart h gr i d  is  0.89 Ω   The  substat io n  earth  gr i d  cu rr e nt  is  cal cul at ed  us in g  the   sp li t  f act or   and   the  gu i delines  as  per   the  IEE E  80   sta nd a rd  [ 5].  The  gr i d  c urre nt  is  com pu te d  to  be  2906 A  a nd   t he  tot al   EPR  at   the   220k V  su bst at ion   is  2 . 586  V .  No te   that  the  E PR  is  ve ry  hi gh  an d  the   desi gn  m us t  red uce  t he  220kV   eart h  gr i d  resist ance  to  r edu ce  t he  EPR   to  acce ptable  lim it .  By   fo ll ow in g  the  pro pose d  desig n  diagr am ,  the  des ign   is  com plete d  us in g  the   sam e  inputs.  T he  desi gn  c omm ences  by  cal culat in g  the  resist a nce  of   a  sin gle  fou nd at io n  of   the  ste el   str uctu re  that  sup ports  the  P V  pa nels  via  ( 1 ) .  Th us ,  f or  so il   resist ivit y  ρ= 10 0  Ω - m ,  the  fo oti ng   resist ance  R ft=R g=87.1  Ω .  The  c onnecti on  re sist ance  be tween  t he  tw o  f oundat io ns   Rs  is  cal culat e  to  be   0.455 8  m Ω.  From   ( 5 )   a nd  the   cal culat ed  val ues  of  Rft  a nd  Rs,  f or  eac h  r ow  to  be  c onsi der e d  as   an   in f init e   syst e m   Linf  >  874.2 6  m,   since   each  r ow   is  com po sed  of   5000  pan el s ,  i.e .  the  le ngth  of  each  r ow   is  5  km ,   the in finite  sys tem  co nd it io n  i s sati sfied.    MATLAB  is  us e d  to  cal cul at e  the  eq uiv al ent  resist ant  of  each  r ow   of   PV   pan el s  Rsi m ,  based   on     Figure  6.   F or  5000   P V  pa nels,   i.e.  1250  footin g  pos ts,  Rsim = 200 . 3  m Ω.  The  t heore ti cal   value  of   the  equ i valent  resist ant  of   ea ch  row  is  cal culat ed  by  ( 4 )   to  be  Ri nf. = 19 9.5  m Ω.   Un de r  a  220kV  sub sta ti on  fau lt ,  the  gro und  c urre nt  is  sp li t  into  11 3  rows,   with  a n  input  i m ped a nce  of  1.8  m Ω.  The  sp li t  f act or   is  cal culat ed  to  be   0. 40 5.   The  gro und  fa ult  cu rr e nt  is  6. 076k A.   The  desig ne r  will   com ple te   the  sp li t  an al ysi s   betwee n  the  22 0kV  s ub sta ti on   earth  gri d  an d  the  inp ut  i m ped ance s  from   th e  113  r ow s  (fo r  the  pur pose  of  this  stud y,  t he  c onnecti on  im ped ance  betwee n  the  eart h  gri d  of  the  220k V  a nd   t he  132kV  tra nsfo rm er  tha t   connect t he  ro w  is c onside re d  to  b e  0.01  oh m s).     The  sim ulati on  sh ows that the  cu rr e nt into  ea ch  r ow   is 5 4A   and  the  gr i d  cu rr e nt into  the 220k V  earth   gr i d  is  15A .  T he  sim ulati on   sh ows  t hat  the   m axi m u m   EPR  for  each  r ow  is  13 V.   T he   pap e r  us es  E TAP   t o  ver ify   the  eart h  gr i d  resist an ce  of   the  rows  and   the  m axi m um   EPR   un de r   the  fau lt   conditi on s.  ET AP   softwar e   was  us e d  to  c om pu te   the  in pu t  resist ance  of   eac h  r ow.  The  resu lt s  s how   an  i nput  r esi sta nce  of  314   m Ω.   It  is  w ort h  noti ng   t hat  the   au thors  ran  an   e xtrem e  case  on  ET AP  w he re   5kA   fa ult  cu r ren t  was  i nject ed  int o  on e   Ro w.  T he  si m ulati on   s hows  t hat  the   m a xim u m   tou ch  volt age  is   15 8V  with   an   al lo w able  to uc h  vo lt age  of   188V.  Ba se d  on  the   case  stu dy   data,  t her e   is  no  nee d  f or  a dd it io nal  eart h  gri d  t o  e nsure   syst e m   com pl ia nce   unde r  giv e n  da ta .  The  syst em   util iz es  the  existi ng   fou ndat ion s  of  the  P V  str uctur e s.  This  re du c es  the  cos t   inv est e d  into  the  earthi ng   sys tem .  No te   that  adequate   bondi ng   betwee n  the   structur e s  an d  the  fo un dations  has  to  be  ens ured ,  wh ic h  is  al so   re qu ir ed  if  el ect ro des  a nd   m esh  are  ins ta ll ed.   Fo r  li ghtnin g  assess m ent,   the  syst em   has  to  com ply  with  the  surge   im ped a nce  a nd  s urge  vo lt ag es.  Ther e f or e,   a  de sign at e d  el ect r od e   f or   the li gh t ning m ast s m igh t be  re qu i red to a bso rb the li ghtni ng e nergy.       6.   CASE   ST UDY DIS CUSSI ON   Using  the  curr ent  avail able  I EEE  80   sta nd a rd   [ 5],  this  paper  pro po se d  a  case  stud y  t o  dem on strat e     the  viabili ty   of   the  propose d  desig n  dia gr a m .   Fo r  the  cas e  stud y,  the  sp l it   factor   an d  th e  su bs ta ti on  E PR  wer e   cal culat ed  usi ng  the  c urre nt  IEEE  desig n  di agr am ;  ho we ve r,   the   desi gner  di d  not  ta ke   into  c onside rati on    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  10 , No .  3 ,  J une   2020   :    2 8 8 4   -   2 8 9 3   2892   the  co nn ect e d  PV   r ows.  As   s how n  in  the  re su lt s,  the  EPR  is  com pu te d  to   be  2586 V  due   to  a  sp li t  factor   of   0.193.  T o  validat e  the  pro po sed  desig n  dia gr am ,  the  case   stud y  is   eval ua te d  usi ng  the   pro po se d  ste ps  show n  in  Fig ure  10.  The  E PR  at   th e  substat ion  is  com pu te d  to   be   13. 35  V .  F ol lowing  t he  pro po s ed   dia gr am   ens ure   that  the  desig n  co ns ide rs  t he  fou nd at io n  of  t he  P V  sup ports,  wh ic h  r ed uc es  the  substat ion  gri d  as  see n  from     the  fau lt .  T he  r esults  co nf irm   the  reducti on  in  EPR.  In   a ddit ion ,  ET AP   si m ula ti on   show s  that  the  syst em   will   c om ply  with  safety   regulat io ns   if  up   t o  5000  A  of  fa ul t  cur re nt  reac hes  a ny  row  within  the  PV  far m .   Th us , t his case  v al idate s t he  e ff ic acy  of t he p rop os ed  d e sig n diag ram .       7.   CONCL US I O N   The  pap e r  ad dresses  a n  im po rtant  to pic  rela te d  to  safety   a nd   operati on  of  PV   so la r  fa r m .  The  wo r k  in  this  pa per   hi gh li ghts  the  m ini m u m   req ui rem ents  fo r  the  eart hing  syst e m   to  m eet   s afety   and   oper at ion al   requirem ents  with  m ini m al  costs.  The  presente d  desi gn   diag ram   of fer s   the  basic  gu i delines  to  ens ur e   the  syst em   com pl ie s  with  t he   pro j ect   requi rem ents.  The   pr ese nted   case   stu dies  s how   the  a dv a ncem e nt  of   the  pro posed   diag ram   especial ly   wh en  it   com es  to  cost  reducti o n  a nd   m an  po we r  de plo ym ents  for   the eart hing  sy stem .        REFERE NCE S   [1]   Solar  PV   power  plant   requires  40  mile s  of  cable  tray ,  C abling  I nstal l at ion  &   M ai n te nan ce,  Acc ess ed  13  J une  2019 .   [ O nli ne] .   A vaila ble :   htt ps: // ww w.c ab li nginst al l . c om /a rti c le s/2016 /01/ fluor - sol ar - pv - ca bl et ra y . html   [2]   " IEE E  Guid e  fo r  Mea suring  E ar th  Resisti vi t y ,   Ground  Im peda nc e,   and  E art h  Su rfa ce  Potential s  of  a  Grounding   S y stem,"  in   IE E E  Std   81 - 2012  ( Re v ision  of   IE E E  Std   81 - 1983) ,  pp. 1 - 86,   28  De c. 2012 .    [3]   Au stralian/ New  Zealand  Standard™   Earth  pote nt ial   rise - protectio n  of  te lecomm unic ati on  n et work  users   personnel  and  plant,  P art  1 :   Code  o f  prac t ic e ,   AS /NZS  Std .   383 5 . 1  2006 ,  2 7  Septe m ber   200 6.   [4]   Au stralian/ New  Zealand  Standard™   Earth  pote nt ial   rise - protectio n  of  te lecomm unic ati on  n et work  users   personnel  and  plant,  P art  2 :   Application  g uide ,   AS /NZS  Std.  383 5 . 2   2006 ,  27  Septe m ber   20 06.   [5]   IEE E  Guid e  for   Safe t y   in  AC  Subs ta ti on  Grounding, "  in  IE E E  Std  80 - 2013  ( Re vi sion  of  IE EE   Std  80 - 2000 /  Inc orpor ate s IEEE  S td  80 - 2013/ Cor 1 - 2015) ,  pp. 1 - 226,   15   Ma y   2 015 .   [6]   Au stralian/ New   Zealand  Stan dard ™   Ove rhead  li ne   design - Detai l ed  proce dur es ,   AZ/NZS   7000:2010,   26  Novem ber   2010.   [7]   Au stralian/ New   Zealand  Stand ard ™   El ectric a l  instal la ti ons - sur fac e  mines  a nd  ass oci ate d  proce ss ing  plan t ,   AS /NZS  Std.  30 07. 2 - 2004 ,  30  A ugust  2004   [8]   N assere ddine   M,  Riz k  J,  Nagri a l  M  and  Hell any   A. ,   “ Esti m at io n  of  appa ren t  soil  resisti vi t y   fo r  two  lay ers  soil   struct ure   using  t he  ref l ection  co eff icient   K , ”   In t ernati onal  Journal  of  En ergy   a nd  Env ironment   and  Ec onomi cs ,   Vol. 4,   No.  4 ,   pp .   573 - 580 ,  2013 .   [9]   Nass ere ddine   M . ,   R iz k   J. ,   and  Nass erd ine   G. ,  “ Soil  Resisti vity  Struct ure   and  I ts  Im pli ca t ion  o n  the   Pol e  Grid   Resista nc e  for  T ran sm ission  Li nes , ”  Int ernati ona l  Journal  of  E le c tric al ,   robotic s,  el e ct ronics  and  Comm unic ati ons   Engi ne ering ,  Vol.   7 ,   No .   1 ,   pp .   1 9 - 23.   2013 .   [10]   Chow,  Y  L.   Els her bin y ,   M.  an d  Sala m a  M. ,   “ Resista nc e  form ula s  for  groundi ng  sy st ems   in  two - lay er   e art h , ”     IEE E   Tr ansacti o ns on  Powe r   Del iv ery ,   Vol .   11 ,   N o .   3 ,   pp .   1330 - 1 336,   1996 .   [11]   Tsia m it ros  A. ,   “ Hom ogenous   ea rth  appr oximat io n  of  two - lay e r   e art h  struc ture s: an  equi va le nt   resi stivi t y   appr oac h , ”  IEE E   Tr ansacti o ns on  Powe r   Del iv ery ,   Vol .   22 ,   N o.   1 ,   pp .   658 - 66 6,   2006 .     [12]   W .   Bogaj ewski ,   F.  Dawal ibi ,   Y.  Gerva is ,   D.   Mukhedka r . ,   “ Eff e ct s   of  Sus ta ine d  Gr ound  Fault   Curr ent   on  Con cre t e   pole s , ”  IE EE   Po wer  Engi n ee ring   Revie w ,   Vol .   PE R - 2,   No.   8,   pp.   4 3 - 43,   1982 .   [13]   Verm a,   R. ,   D.   Mukhedka r ,   “ Ground  fau lt  c urre nt  d istri but i on  in  subs tatio n,   tower   and   ground  wire , ”    IEE E   transacti o ns on  power  app aratus and  syste ms ,   Vol.   PA S - 98,   No.   3,   724 - 730,   1979 .   [14]   Nass ere ddine   M . ,   Hel la n y   A .,   a nd   Riz k  J . ,  “ How   to  design  an  eff ective   ea r thi n g  s y stem  to  ens ure   the   saf ety   o f     the   peop le, ”   In te rnational   Con fe renc e  on  Ad v ance s  in  Comp utat ional   Tools   for  Engi ne eri ng  Appl i cat ions ,    pp .   416 - 421 ,   20 09.   [15]   [ O nli ne] .   A vai l a ble :   ht tp: / /gre n lec. com/Blog /T abI d/126/ ArtMID /657/ Artic l eID/7 7/ Solar - PV - Farm - Com m is sioned - in - Carr i ac ou . asp ,   A c ce ss ed  on   June  13 ,   2019 .   [16]   Nass ere ddine   M.,   Riz k  J.,   Hel lan y   A.  and  Nagri al   M. ,   “ Rel ation   bet wee n  tra nsm ission  li nes  coupl ing  fac tor  and   OH EW  le ngth;   it s  impact s  on  fau lt   cur r ent   dist ribut ion , ”  IET  Gene ration,   Tr ansm ission  &   Di stributi on ,   Vol.   8,     No.   4 ,   pp .   600 - 6 08 ,   2014 .   [17]   Nass ere ddine   M.,   Riz k  J. ,   Hell a n y   A.  and  Nagri al   M. ,   “ Tra nsm i ss ion  Mains  pol e  ea rth  pot ent i al  rise  (EPR)  und e r   subs ta ti on  f aul t , ”  Int ernati onal   j ournal  of emergi ng  elec tri c  pow e r  systems ,   Vol.   1 4,   No.   5,   pp.   449 - 507 ,   2013 .   [18]   C. N.  Chang,   “ Com puta ti on  of  c urre nt - div ision  fac tors  and  asses sm ent   of  ea rth - g rid  safe t y   a t  161/69kV  indoor - t ype  and  outdoor - t y p e  subs ta t ions , ”  I EE   proc . - Gene r .   Tr ansm .   Distrib . ,   Vol.   152,   No. 6,  pp .   837 - 848 ,   2005.   [19]   Sulli van  J.  A . ,   “ Alte rna ti ve  ea r th ing  calc ul ations  for  grid  and  rod s , ”  IE E  proc.   G ene r.  Tr ansm .   Distrib . ,   Vol .   145 ,   No.  3,   pp .   271 - 28 0 ,   1998   [20]   Vinta n  M.   and   Buta   A. ,   “ Ground  fau l t  cu rre nt   di stribut ion  on   ov erh ea d   Tr a 20 nsm ission  Li nes , ”  SER .   Elec .   Ene r g. ,     Vol.   19 ,   pp .   71 - 84,   2006 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N:  20 88 - 8708       Ph oto v oltaic s ola r  fa r m: eart hing syste m de sign f or   c os t   re du ct io n  …   ( Mo ham ad Nasse r edd i ne )   2893   [21]   Nass ere ddine   M . ,   Ri zk  J.,   Nagr ia l  M.  and  He llan y   A .   “ Tra nsm ission  m ai ns  ea rthi ng  design  a nd  conc re te   pol e   depl o y m ent s , ”  W orld  Aca dem y  of  Sci ence, E ng ine er ing  and   T echnolog y ,   Vol .   6 ,   Iss ue  12,   pp .   168 1 - 1686,   2012   [22]   Hans R. ,   Aror a  J.  and   Soni S. ,   “ A pra c ti c al   appr oa ch  f or com puta tion of  grid curre n t, ”   IEEE  Tr ansacti ons on Powe r  Deli v ery ,   Vol.   1 4,   Iss ue  3 ,   pp .   89 7 - 90 2,     1999   [23]   Seppane n  M,  Tam m i,   O,  Haa rla  C. ,   “ Undergroun d  Ground  W ire s  for  Tra nsm ission  Li nes:   Elec tr ical  Beh avi or  and   Feasibi lit y , ”   I EEE  Tr ans P ower  Deli v ery ,  V ol.  2 8,   Iss ue  1 ,   pp .   20 6 - 215 ,  2013 .   [24]   U y ttersprot  L . ,   Roca   J . ,   Ch ano  S . ,   Dorm es  L . ,   Dos   A . ,   Kem m l ert   J. ,   “ Elec tri c a l  Char ateri st ic s  of  Mix ed  Overhe ad   Li ne/ C able  Cir c uit s, ”   CIGRE  St ud y   Com m it te e B5 Col loqui um ,   La usanne   Sw it z e rla nd ,  Sept ember  12 - 17,   2011 .   [25]   Cunnie   E . ,   “ Gro und   Te sting  of   Tra nsm ission  Towe rs, ”   IE EE   1 2 th   Inte rnationa l   Confe renc e  on  Tr ansm i ss ion  and   Distributi on,   Operation  and   Live - Line  Main te nan ce ,   pp.   1 - 8 ,  2011 .           BIOGR AP H I ES   OF  A UTH ORS          Dr.   Mohamad  Nas ser eddin e ,   As sistant   profe ss or  of  el ec trica l   engi nee r ing,   re ce iv ed  his  Ph.D.   degr ee  in  the  fi el d   of   High  Vol ta ge   Pow er  S y st ems   from   W est ern   S y dn e y   Uni ver sit y .   He  al so   rec e ive d  his  MEng  (Hons )  by   rese arc h  in  th e  fie ld  of  Elec tr ic  Mac hine   and  Rene wabl e  Ene r g y   from   the   sam e  unive rsit y .   Dr .   Nass ere ddine   joined  the   Am eri c an  Univer sit y   in   Dubai  (AU D)  i n   Fa ll   2017.   Prior  to  joi ning  AU D,   he  spent  th e  pas t  13  y ea rs  worki ng  in  the   academ ia   and  industr y  ac ross   Aus tra li a .   Dr  Nass ere ddine   publi shed  large  num ber   of  pee r  rev ie wed  conf ere n ce s  and   journa ls  in  th e  f i el d  of   power  s y s te m   and   ren ew a ble   ene rg y .         Dr.   K haled  Al i  obta in ed  his  Ph. D.   in  e le c trica l   engi ne eri ng  fro m   Univer sit y   o f  Cal gar y ,   Can ada.     He  joi ned  the   Am eri ca n  Univ ersity   in  Duba i  ( AUD )   in  Fall   2016  as  an  assi stant   profe ss or  of   el e ct ri ca l   eng in ee ring .   Prior  to   joi ning   AU D ,   Dr.  Ali   was  a  rese arc h   fell ow  at   Nan y a ng   Te chno logi c al   Univer sit y   in  Si ngapor e,  where   he  worked  on  e nhanc ing  v ehicl e  localiza ti on  in   GNSS - deni ed  envi ronm ent .   Prior   tha t ,   Dr  Ali’s  r e sea rch   was  on  c har acte ri zation  a nd  m it iga t ion  of  int erf ere n ce   b etw ee n  dig it a l  sub scribe r line   and   powe r  li n e comm unic at ion   net w orks.           D r.   Ch adi  Noh r a ,   As socia te   Pro fessor  for  El ectri ca l  Pow er  and  Mac hine s  Eng in ee ring  progr am  at   Bei rut  Arab  Uni ver sit y ,   r ecei ved   his  PH D  degr ee   in  the   f ie ld  of  C ontrol   and  Auto m at ion  from   Paul   Cez ann e  Univer sit y   -   Aix  Marsei ll e  III -   Franc e.   Dr.  Nohra  Joined  Bei rut  Arab  Uni ver sit y   in  Fall   2012.   His  cur ren t  rese arc h  in te r ests  inc lude   ele ct ri ca l  m ac hin es  cont rol  and  diagnos ti cs,   Diese l   m odel ing  &  diagnos ti cs,   ren ewa ble   ene rg y   and  adva nc e  power  s y stem  for  embedde d  generatio n   and  e lectr i c  v ehicle s.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.