I n t e r n a t io n a J o u r n a o f   E le c t r ic a a n d   Co m p u t e r   E n g in e e r in g   ( I J E CE ) Vo l. 6 ,   No . 3 , J u n e 2 0 1 6 ,   p p . 1 3 6 3 ~ 1 3 7 0 I S S N: 2 0 8 8 - 8 7 0 8 , DOI 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j e c e . v 6 i 3 . 9 7 1 0 1 3 6 3 J o u r n a h o m e p a g e : h ttp : //ia e s jo u r n a l. c o m/o n lin e /in d e x . p h p /I J E C E AC  I nt erf e rence   o G a s   P ip elines   due  t o   P ha s t o   G ro und F a ult s   in   O v erh ea T ra ns m is s io L ines Ali  I .   E G a y a r , Z u l k u r n a in   Ab d u l - M a le k In s t i t u t e   o f   H i g h   V o l t a g e   &   Cu rre n t ,   F a c u l t y   o f   E l e c t ri c a l   E n g i n e e ri n g ,   U n i v e rs i t i   T e k n o l o g i   M a l a y s i a ,   J o h o r,   M a l a y s i a Ar t ic le   I n f o AB S T RAC T A r tic le   h is to r y : R e c e iv e d F e b 2 5 ,   2 0 1 6 R e v i s e d A p r 3 ,   2 0 1 6 A c c e p te d A p r 1 5 ,   2 0 1 6 T h e   p u rp o s e   o f   t h i s   re s e a rc h   i s   t o   i n v e s t i g a t e   t h e   s e v e ri t y   o v o l t a g e s   i n d u c e d o n   g a s   p i p e l i n e   ( G P L )   i n s t a l l e d   i n   p a ra l l e l   t o   a   1 1 5 - k V   o v e rh e a d   t ra n s m i s s i o n l i n e .   T h e   o v e rh e a d   t ra n s m i s s i o n   l i n e   ( O H T L )   i s   c o n f i g u re d   a s   a   s i n g l e - c i rc u i t w i t h   a   s i n g l e   p h a s e   t o   g ro u n d   f a u l t   o c c u rre d   o n   o n e   p h a s e .   T ra n s m i s s i o n   o f h i g h   v o l t a g e   a l o n g   t h e   s a m e   ri g h t   o f   w a y   ( RO W )   w i t h   a   m e t a l l i c   c o n d u c t o r m a y   p o s s i b l y   i n t ro d u c e   i n t e rf e re n c e   o n   t h e   m e t a l l i c   c o n d u c t o s u c h   a s   G P L d u e   t o   p o w e f re q u e n c y   v o l t a g e   a s   w e l l   a s   d u e   t o   p h a s e   fa u l t s   a n d   s w i t c h i n g p h e n o m e n a .   T w o   m a i n   a p p ro a c h e s   w e re   u s e d   t o   c o m p u t e   t h e   i n d u c e d v o l t a g e s ,   n a m e l y   t h e   m e t h o d   o m o m e n t   ( M O M ) ,   w h i c h   i s   b a s e d   o n   t h e e l e c t ro m a g n e t i c   f i e l d   t h e o ry ,   a n d   t h e   c i rc u i t   b a s e d   m e t h o d .   T h e   s i m u l a t i o n c o n s i d e rs   a   3 0 - k m - l o n g   O H T L   a n d   a   1 0 - k m - l o n g   G P L .   T h e   G P L   i s   b u ri e d   a t 1 - m   d e p t h   i n   a   h o m o g e n o u s   e a rt h   s t ru c t u re   w i t h   v a r y i n g   s o i l   re s i s t i v i t e s   f ro m 1 0   t o   1 0 0 0   Ω - m .   T h e   t ra n s m i s s i o n   l i n e   c o n s i s t s   o f   1 5 0   t o w e rs   a n d   2 0 0 - m s p a n   l e n g t h .   T h e   s e p a ra t i o n   d i s t a n c e   b e t w e e n   t h e   G P L   a n d   O H T L   i s   v a ri e d f ro m   5   t o   1 0 0   m .   T h e   p h a s e   t o   g r o u n d   f a u l t   c u rre n t   w a s   v a ri e d   f ro m   0 . 5   t o   1 0 k A .   S e v e r a l   o b s e rv a t i o n   p o i n t s   w e re   m a d e   t h ro u g h o u t   t h e   c o rri d o t o e x a m i n e t h e   i n d u c e d   v o l t a g e s   a t   d i ff e re n t   l o c a t i o n s .   T h e   r e s u l t s   s h o w   t h a t , t h e   s o i l   re s i s t i v i t y ,   s e p a ra t i o n   d i s t a n c e ,   a n d   f a u l t   c u rre n t h a d   s i g n i f i c a n t e ffe c t s   o n   t h e   G P L   i n d u c e d   v o l t a g e .   In   t h e   c a s e   o f   t h e   o b s e rv a t i o n   p o i n t s l y i n g   o n   t h e   s o i l   o o n   t h e   o u t e s u r f a c e   o f   t h e   G P L   c o a t i n g ,   t h e   i n d u c e d v o l t a g e   i n c re a s e s ,   w h e n   t h e   s o i l   r e s i s t i v i t y   i n c re a s e s ,   a s   e x p e c t e d .   In   c o n t ra s t , f o t h e   o b s e rv a t i o n   p o i n t s   p l a c e d   i n s i d e   t h e   G P L   m e t a l ,   a n d   t h e   G P L   i s   w e l l c o a t e d ,   t h e   i n d u c e d   v o l t a g e   d e c re a s e s   w h e n   t h e   s o i l   re s i s t i v i t y   i n c r e a s e s . K e y w o r d : C DE GS F a u lt c u r r e n t Ga s p ip e lin e I n d u c e d v o lta g e Ov e r h e a d t r a n s m is s io n l i n e R ig h o f w a y Co p y r i g h t   ©   2 0 1 6 In s t i t u t e   o f   A d v a n c e d   E n g i n e e r i n g   a n d   S c i e n c e . A l l   r i g h t s   r e s e r v e d . C o r r e s p o n d in g   A u th o r : Z u lk u r n a in   A b d u l - M a le k , I n s t it u te   o f   H ig h   Vo lta g e   &   C u r r e n t ,   F a c u lt y   o f   E le c tr ic a E n g i n e e r i n g , Un i v e r s iti  T e k n o lo g M a la y s ia , 8 1 3 1 0   U T M   J o h o r   B a h r u ,   M a la y s ia , ( F a x )   + ( 6 ) 0 7 - 5 5 7 8 1 5 0 ,   T e + ( 6 0 ) 0 7 - 5 5 3 5 8 6 0 . E m a il: z u l k u r n a in @ u t m . m y 1 . I NT RO D UCT I O N S u ita b le   e a r t h i n g   d e s ig n s   a r e   a ls o   v ita l to   e n s u r e   s a f e   le v e o f   p o te n tia r is e   in   th e   e v e n o f   li g h tn i n g s tr ik e s   o n   v a r io u s   s y s te m s   s u c h   a s   tr a n s m is s io n   li n e s [ 1 ] - [ 5 ] .   T h e   tr a n s ie n c u r r e n t s   c a u s e d   b y f a u lt s   a n d lig h tn in g   s tr i k e s   a r e   d is p e r s e d   in to   th e   e a r t h   th r o u g h   t h e   g r o u n d i n g   e le c tr o d e s   e m b e d d e d   in s id e   t h e   s o il.   T h e p e r f o r m a n c e   o f   g r o u n d i n g   e le c tr o d e s   is   d e p e n d e n o n   t h e   s o il  e le c tr ic a p r o p e r tie s ,   e le c tr o d e   d i m e n s io n s ,   a n d c u r r e n p a r a m e te r s .   A s   a r e s u l t,   th e   tr a n s ie n r e s i s ta n c e   a n d   c a p a c ita n c e   o f   th e   e le c tr o d e   a r e   a ls o   a f f e c te d .   I is a ls o   n o te d   th a t   t h e   e f f e c o f   s o il  d is p e r s iv e   b e h a v io r   a f f e c ts   th e   s o il   io n iz a t io n   p h e n o m e n o n ,   w h ic h   o c c u r s   i n h ig h   f r e q u e n c y   li g h t n in g   c u r r e n d is c h a r g e s [ 6 ] - [ 1 1 ] .   R e c e n w o r k   o n   th e   e f f e c t s   o f   s o il   e le c tr ic a p r o p e r tie s o n   th e   in d u c e d   v o lta g e   i n   b u r ie d   GP L s   b e c a u s e   o f   li g h tn in g   c u r r e n d is c h a r g e s   i n   n e a r b y   o v e r h e a d tr a n s m i s s io n   li n e s   ( OHT L s )   is   d e s c r ib e d   in [ 2 ] . T h e   p r e s e n c e   o f   GP L s   in   th e   v ic i n it y   o f   OHT L s   is   a   s e r io u s   c o n c e r n   to   u tilitie s   d u e   to   in te r f e r e n c e s r e la te d   to   th e   O HT L s .   E le c tr ic   p o w e r   tr a n s m itte d   a t   h i g h e r   tr a n s m is s io n   v o lta g e s   c o u ld   p o s s ib l y   r e s u l i n Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I S S N : 2 0 8 8 - 8 7 0 8 I J E C E Vo l. 6 ,   No . 3 , J u n e 2 0 1 6 : 1 3 6 3 1 3 7 0 1 3 6 4 g e n e r a tio n   o f   h i g h e r   e le c tr ic   f ie ld s .   T h e   f ie ld s   c r e a te d b y   t h e   tr a n s m i s s io n   o f   p o w e r   g i v e   r i s e   to   a   s ti f f c o m p e ti tio n   f o r   la n d   a s   w e ll  a s   r ig h o f   w a y s   ( R OW s ) [ 1 2 ] .   T h e   s tr ip s   o f   la n d   v ita to   th e   OHT L   a ls o   c o n s is t o th e r   in d u s tr ia in s ta lla t io n s   s u c h   a s   g a s   p ip e lin e s ,   r a il w a y s ,   a n d   h ig h w a y s .   T h e   p r o x i m it y   o f   OHT L s   to m e ta llic   c o n d u c to r s   p o s e s   th r e a ts   s u c h   a s   th o s e   r e la te d   to   th e   is s u e s   o f   AC   in te r f e r e n c e   b y   th e   OHT L   a n d c o r r o s io n   o f   t h e   m e ta ll ic   c o n d u c to r s .     Ga s   p ip e lin e s   lo c a te d   in   t h e   v ic in it y   o f   th e   OHT L s   a r e   s u s c e p tib le   to th e   e le c tr ic   f ie ld s   g e n e r a te d   b y   p o w e r   lin e s .   T h e   GP L s   m a y   a b s o r b   a   p o r tio n   o f   th e   g e n e r a te d   e n e r g y   d u r in g p o w e r   s y s te m   o v e r lo a d ,   s w itc h in g   o p e r a tio n ,   a n d   f a u lts [ 1 3 ] .   C o n s e q u e n t l y ,   h i g h   c u r r e n ts   a n d   h i g h   v o lta g e s m a y   b e   p r o d u c e d   a lo n g   t h e   g a s   GP L s   r e s u lti n g   f r o m   e n e r g y   f lo w i n g   f r o m   t h e   p o w e r   i n s ta lla tio n   to   th e   g a s in s ta lla tio n   v ia   c o m m o n   c o n d u c ti v e   p a th   s h a r e d   b y   b o th   i n s ta lla tio n s [ 1 4 ] .   T h e   in d u c e d   v o lta g e s   m a y   c a u s e p e r s o n a a n d   liv e s to c k   in j u r ie s   w h e n   in   c o n ta c ( b y   to u c h i n g )   w i th   t h e   GP L .   I n   a d d itio n ,   GP L   c o r r o s io n s   o r d a m a g e s   o n   th e   GP L   c a t h o d ic   p r o te c tio n   m a y   a ls o   o c c u r [ 1 3 ] , [ 1 5 ] - [ 1 7 ] .   T h e   s tu d ie s   o n   t h e   in d u c e d   v o lta g e s o n   th e   g a s   GP L s   b e c a u s e   o f   i n te r a c tio n s   w it h   n e a r b y   A C p o w e r   tr a n s m is s io n   li n e s   w e r e   c a r r ie d   o u b y   m a n y r e s e a r c h e r s   [ 7 ] - [ 1 2 ] .   I n   a d d it io n ,   o th e r   r e s e a r c h e r s   i n v e s ti g a te d   t h e   e f f e c o f   i m p e r f e c t   GP L   c o a ti n g   a n d m u ltila y e r   s o il  o n   t h e   in d u c e d   v o lta g e s [ 1 8 ] , [ 1 9 ] .   Ho w e v e r ,   m o s o f th e w o r k s   a r e f o c u s e d   o n   s e p a r a te l y tr e a te d   in d u c ti v e   a n d   c o n d u c t i v e   c o u p lin g s ,   a n d   n o s o   m u c h   o n   th e   to ta A C   i n te r f e r e n c e . I n   th i s   w o r k ,   th e   A C   to ta i n te r f e r e n c e   o n   t h e   GP L s   i s   s tu d ie d   b y   m o d e lin g   d if f e r e n o b s e r v a tio n p o in ts   a n d   p r o f ile s   a lo n g   th e   p ip e   to   e x a m i n e   th e   s e v e r it y   o f   th e   in d u c e d   v o lta g e .   T h e   in d u c e d   v o lta g e   w a s d iv id e d   in to   f i v e   t y p e s   d e p e n d in g   o n   th e   lo c a tio n   o f   t h e   o b s e r v a tio n   p o i n ts .   T h e   f ir s t   t y p e   is   t h e   e a r t h   s u r f a c e g r o u n d   p o te n tia l   r is e   ( GP R ) , w h ic h   i s   t h e   g r o u n d   p o te n t ia o n   t h e   e a r t h   s u r f a c e   a b o v e   t h e   GP L .   S e c o n d l y ,   t h e m e ta l   GP R ,   w h ic h   i s   t h e   p o te n tia l   r is e   o n   t h e   m e ta llic   p a r t   ( u n d e r   t h e   c o a ti n g )   o f   t h e   GP L .   T h e   t h ir d   t y p e   i s th e   to u c h   v o lta g e ,   w h ic h   c a n   b e   o b ta in e d   b y   v e c to r   s u b s tr a c tio n   o f th e   e a r t h   s u r f a c e   G P R   f r o m   th e   m e ta l GP R .   T h e   f o u r th   t y p e   is   c a lle d   th e   c o a tin g   GP R ,   w h ic h   r e p r e s e n ts   t h e   p o te n tia r is e   o n   th e   o u te r   s u r f a c e   o f th e   GP L   ( a b o v e   th e   c o a tin g ) .   T h e   c o a tin g   s tr e s s   v o lta g e ,   w h ic h   is   th e   f i f t h   t y p e   o f   th e   in d u c e d   v o lta g e ,   c a n   b e o b ta in e d   b y   v e c to r   s u b tr a c tio n   o f   th e   GP L   c o a tin g   GP R   f r o m   th e   m e ta GP R .   A ll  t h e s e   p o te n tia e x a m i n e d   to illu s tr a te   th e   e f f e c o f   in d u c e d   v o lta g e s   o n   GP L s   d u e   to   p h a s e   to   g r o u n d   f a u lts .   T w o   a p p r o a c h e s   w e r e   u s e d   to c o n d u c t h is   s t u d y ,   n a m e l y ,   t h e   e le c tr o m a g n e tic   f ie ld   m e t h o d ,   w h ic h   is   b a s e d   o n   th e   m e t h o d   o f   m o m e n t ( M OM )   th e o r y ,   a n d   th e   a p p r o x i m a tio n   m e t h o d ,   w h ic h   u til is e d   th e   R OW   s o f t w a r e . 2 . M O DE L S   D E S C RI P T I O N A s p e c if ic   c o n f ig u r a tio n   a s   s h o w n   i n F ig u r e   1 w a s   c h o s e n   f o r   th i s   s t u d y . T h e   m o d e c o n s i s ts   o f a 1 1 5 - k o v e r h e a d   tr a n s m is s io n   li n e a n d   a n   u n d e r g r o u n d   G P L .   T h e   le n g t h   o f   t h e   OHT L   is   3 0   k m .   I t h a s a s in g le   s h ie ld   w ir e   a n d 1 5 0   to w e r s   w it h   2 0 0 - m   s p a n   le n g t h .   T w o   s u b s ta tio n s   f e e d   t h e   li n e   w i th   8 3 0 - A c u r r e n t a s te a d y   s ta te   c o n d itio n . F ig u r e 1 . T o p   v i e w   o f   t h e   m o d e le d OHT L a n d GP L s y s te m   s h o w in g   t h e   r e le v a n c r o s s s e c t io n   o f   th e c o m m o n   c o r r id o r 2 . 1 . G P L   M o d e l T h e GP L is   lo c a te d   a th e   c e n te r   o f   th e   r ig h t - o f - w a y   a n d   is   5 0   m   a w a y   f r o m   t h e   c e n te r   o f   th e   p o w e r lin e .   T h e GP L c h a n g e s   it s   d i r e c tio n   p e r p e n d ic u la r l y   a e a c h   e n d   a n d   c o n t in u e s   f o r   1 0 0 0   m   b e f o r e   b e in g te r m i n a te d .   T h e GP L w a s   m o d e le d   w ith   t h e   d i m e n s io n s   a n d   e le c tr ic a c h a r a c te r is tic s   s h o w n   in   T a b le   1 . Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E I S S N: 2 0 8 8 - 8 7 0 8 A C   I n te r fe r e n c e   o n Ga s   P ip e lin e s   d u e   to   P h a s e   to   Gr o u n d F a u lts   in   Ov e r h e a d . . . .   ( A li  I .   E Ga y a r ) 1 3 6 5 T a b le   1 .   G P L   d i m e n s io n s a n d   e le c tr ic a c h a r a c te r is tic s P i p e l i n e   D i a m e t e r 0 . 6 1 0   m   ( 2 4   i n ) W a l l t h i c k n e ss 0 . 9 5 2 7   c m   ( 0 . 3 7 5   i n ) B u r i a l   d e p t h   ( c o v e r ) 1 m   (   3 9 . 4   i n ) S t e e l   r e si st i v i t y   i n   p . u .   ( w i t h   r e sp e c t   t o   a n n e a l   c o p p e r ) 1 0 S t e e l   p e r m e a b i l i t y   ( w i t h   r e sp e c t   t o   f r e e   sp a c e ) 3 0 0 I d e a l   C o a t i n g   r e si s t a n c e 4 0 , 8 9 8 , 0 0 0   o h m - m C o a t i n g   t h i c k n e ss 1   m m P i p e   t y p e 2 4 "   S T D C r o ss  se c t i o n 5 7 6 0 0 0   k c m i l C o n d u c t o r   i n n e r   r a d i u s 2 9 . 5 2 7 5   c m P i p e l i n e   s h a r e   c o r r i d o r 1 0   k m 2 . 2 . T r a n s m i s s io n   L i n e   M o d e l T h e   a v e r a g e   s p a n   le n g th   o f   t h e   OHT L   is   2 0 0 m .   T h e   4 7 7   AC S S   t y p e   c o n d u c to r s   w it h   a   r a d iu s   o f 1 . 0 7 4   c m   w e r e   u s e d .   T h e   p e r m e a b ilit y   a n d   r e s i s ti v it y   o f   th e   c o n d u c to r   w e r e   s e a t   1   p . u   a n d   1 . 6   p . u , r e s p e c tiv e l y .   T h e   lo c a tio n   o f   t h e   p h a s e   c o n d u c to r s   a r e   2 4 m ,   2 2 . 5 m   a n d   2 1 m   a b o v e   th e   g r o u n d   a s   s h o w n   in F ig u r e 2 .     T h e   s h ie l d   w ir e   h a s   in n e r   a n d   o u te r   r a d ii o f 0 . 2 5 5   c m   a n d   0 . 7 7 1 c m ,   r e s p e c tiv e l y .   I w a s   lo c a te d   a t 2 7 m   a b o v e   th e   g r o u n d .   T h e   OHT L   to w e r   g r o u n d in g   is   a c c o m p li s h e d   u s i n g   a   6 . 1 - m   s i n g le   g r o u n d in g   r o d w it h   0 . 3 0 5 - m - d ia m e te r .   T h e   to w e r   f o o tin g   g r o u n d in g   r e s i s t a n c e   w a s   c a lc u la te d   b a s e d   o n th e c o r r e s p o n d in g s o il  r e s is ti v it y v a lu e .   F o r   th e   d e f a u lt  s o il  r e s is t iv i t y   o f   1 0 0   o h m - m ,   t h e   to w e r   g r o u n d in g   r e s is ta n c e   i s   1 0 . 7 o h m .   T h is   is   m u c h   h i g h e r   t h a n   th e   c o r r e s p o n d in g   s u b s ta tio n   g r o u n d i n g   r e s is ta n c e   o f   0 . 5   o h m . F ig u r e 2 .   C r o s s - s e c tio n   o f   1 1 5 - k OHT L   to w e r 2 . 3 . F a u lt s   a n d   No r m a l C u r r e n t Un d e r n o r m a o p e r a tio n ,   t w o   s u b s ta tio n s   a t h e   e n d   te r m in a l s   f e e d   t h e   OHT L   w it h   8 3 0 - A   c u r r e n t. A s in g le   p h a s e   to   g r o u n d   f a u lt w a s a s s u m e d   to   o c c u r   i n s id e   th e   r ig h t - o f - w a y a n d   a a   p o in t 1 5 k m   a w a y   f r o m b o th te r m i n a l s t h a t i s e x a c tl y   in   t h e   m id d le o f   th e   c o r r id o r . B y   th i s   a s s u m p tio n ,   t h e e f f e c t s o f b o th i n d u c ti v e a n d   c o n d u c ti v e   i n te r f e r e n c e s   w e r e c o n s id e r e d . A 5 0 0 0 - A c u r r e n w a s   d r a w n   f r o m   e a c h e n d te r m i n a to w a r d s th e f a u lt  lo c a tio n .   T a b le   3   illu s tr a te s th e   m a g n it u d e   a n d   p h a s e   a n g le   o f   e a c h   f a u l t c u r r e n a n d   its   lo c a tio n . T a b le   3 .   F a u lt  c u r r e n lo c a tio n   a n d   a m o u n o f   c u r r e n d r a w n   f r o m   e a c h   e n d   te r m i n a l Fa u l t   L o c a t i o n Fr o m   su b st a t i o n   n o . 1   ( A ) Fr o m   su b st a t i o n   N o . 2   ( A ) S u b s t a t i o n   N o . 1 5 0 0 0 - 8 6 . 0 6 ˚ 5 0 0 0 - 8 6 . 0 6 ˚ M i d w a y 5 0 0 0 - 8 6 . 0 6 ˚ 5 0 0 0 - 8 6 . 0 6 ˚ S u b s t a t i o n   N o . 2 5 0 0 0 - 8 6 . 0 6 ˚ 5 0 0 0 - 8 6 . 0 6 ˚ 2 . 4 . Cir c u it   B a s e d   M o d e l T o   m o d e th e   e n t ir e   r ig h o f   wa y   n e t w o r k ,   t h e   c o m p o n e n ts   o f   t h e   O HT L   a n d   GP L w e r e c o n v e r te d   to th e c ir c u it  b a s e d   e q u iv a le n t s .   T w o   te r m in a ls ,   n a m e l y   1   a n d   2 , s h o w n   i n F ig u r e 3 r e p r e s e n t th e   f e e d i n g Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I S S N : 2 0 8 8 - 8 7 0 8 I J E C E Vo l. 6 ,   No . 3 , J u n e 2 0 1 6 : 1 3 6 3 1 3 7 0 1 3 6 6 s u b s ta tio n s . T h e   c e n tr a l   s ite   i s   s e le c te d   j u s o u ts id e   o f   te r m i n a 1 .   T h e   t w o   te r m i n a ls   s u p p l y   c u r r e n t s   to   t h e lin e s . A to ta o f   5   p h a s e s ,   a n d   h e n c e   5   b u s s e s ,   w e r e   u s e d . B u s s e s   1 ,   2 ,   3 ,   4   a n d   5   a r e th e   s h ie ld   w ir e ,   p h a s e   A, p h a s e B ,   p h a s e C , a n d   th e   2 4 - in c h GP L   u n d e r   e x a m i n a ti o n ,   r e s p e c tiv e l y .   T h e   GP L   s t a r ts   f r o m th e 1 0 - k m p o in a n d   s tr e tc h e s to th e 2 0 - k m p o i n t o f   t h e   c o r r id o r   a s   s h o w n   i n   F i g u r e 3 ,   d e f in e d   a s   r e g io n   2 .   No   GP L e x is t s b e y o n d   t h e s e   t w o   p o in ts . T h e r e g io n s w h e r e   n o   p a r a lle l GP L e x i s t s a r e   d e f in e d a s   r e g io n s   1   a n d   3 . E a c h   r e g io n   i s   d iv id e d   i n to   5 0   s e p a r a te s e c tio n s   f o r   m o r e   a c c u r a te   r e s u lt s .   T h e   s h u n t   i m p e d a n c e   o f   t h e o v e r h e a d   g r o u n d   w ir e   o f   e a c h   s e c tio n   a r e   th e   to w e r   g r o u n d   r e s is ta n c e s   o f t h e OHT L . L E G E N D A C A C A C 1 2 3 4 5 D U M M Y D U M M Y P H A S E   A 1 P H A S E   B 1 P H A S E   C 1 P H A S E   B 1 P H A S E   C 1 P H A S E   A 1 O H G W 2 4 " P I P E L I N E 2 4 P I P E L I N E 0 . 5 0 . 5 C E N T R AL  S I T E ( 5 0 S e c t i o n ) 1 0 k m ( 5 0 S e c t i o n ) 1 0 k m ( 5 0 S e c t i o n ) 1 0 k m T E R M I N A L 1 T E R M I N A L 2 S U B S T A T I O N 1 S U B S T A T I O N 2 R 1 R 2 R 3 ( 1 S e c t i o n ) 2 0 0 m 1 5 0 5 1 1 0 0 1 0 1 1 5 0 : S e r i e s   i m p e d a n c e   o f   c o n d u c t o r : T o w e r   g r o u n d   r e s i s t a n c e : A n o d e   g r o u n d   r e s i s t a n c e   a n d p i p e l i n e   c o a t i n g   l e a k a g e   r e s i s t a n c e . : G r o u n d   r e s i s t a n c e   a t   c e n t r a l s u b s t a t i o n   a n d   t e r m i n a l s . 1 : B u s s   N u m b e r R 1 : R e g i o n   N u m b e r 1 : S e c t i o n   N u m b e r F ig u r e   3 . C ir c u it  b a s e d m o d e f o r   th e   e n t ir e OHT L   r ig h t - o f - w a y 3 . RE S U L T S   AND  D I S CU S S I O NS T o   d e m o n s tr a te   t h e   e f f e c o f   i n d u c e d   v o lta g e   o n   th e   GP L ,   t h e   i n d u c e d   v o lta g e s   t h r o u g h o u t h e   GP L w a s   p r e s e n te d .   T h e   lo c a tio n s   a lo n g   t h e   GP L   w h e r e   th e   m a x i m u m   v o lta g e   o c c u r s   d u r in g   t h e   f a u lt  w e r e d e te r m in e d .   T h e r e a f te r ,   th e   m a x i m u m   v o lta g e s   a th e s e   lo c a tio n s   w e r e   d e te r m i n e d   f r o m   d i f f e r e n o b s e r v a tio n p o in ts   a lo n g   th e   GP L   c r o s s - s e c tio n . 3 . 1 . I n d u c e d   Vo lt a g e   Alo n g   t h e   G P L A   u n i f o r m   s o il  r e s i s ti v it y   o f 1 0 0 - m   w a s   u s e d   w h e n   c o m p u ti n g   th e   m e ta a n d   e a r th   s u r f a c e   GP R s a lo n g   t h e   GP L .   F i g u r e   4   illu s t r a te s   th e   e a r th   s u r f a c e   GP R   ( a b o u 1   m   a b o v e   th e   GP L   c e n t r e )   a lo n g   th e   GP L w it h   1 0 0 0   o b s e r v a tio n   p o in ts .   T h e   p r o f ile   is   f r o m   o n e   e n d   o f   th e   GP L   to   th e   o th e r   e n d w i th   a   p r o f ile   le n g t h   o f 1 0 , 0 0 0   m e te r s . F ig u r e 4 . GP R   o n   th e   s o il  s u r f a c e   a lo n g   t h e   GP L   c o r r id o r ,   d u r in g   f a u lt  a t h e   m id d le   o f   O HT L I S S N : 2 0 8 8 - 8 7 0 8 I J E C E Vo l. 6 ,   No . 3 , J u n e 2 0 1 6 : 1 3 6 3 1 3 7 0 1 3 6 6 s u b s ta tio n s . T h e   c e n tr a l   s ite   i s   s e le c te d   j u s o u ts id e   o f   te r m i n a 1 .   T h e   t w o   te r m i n a ls   s u p p l y   c u r r e n t s   to   t h e lin e s . A to ta o f   5   p h a s e s ,   a n d   h e n c e   5   b u s s e s ,   w e r e   u s e d . B u s s e s   1 ,   2 ,   3 ,   4   a n d   5   a r e th e   s h ie ld   w ir e ,   p h a s e   A, p h a s e B ,   p h a s e C , a n d   th e   2 4 - in c h GP L   u n d e r   e x a m i n a ti o n ,   r e s p e c tiv e l y .   T h e   GP L   s t a r ts   f r o m th e 1 0 - k m p o in a n d   s tr e tc h e s to th e 2 0 - k m p o i n t o f   t h e   c o r r id o r   a s   s h o w n   i n   F i g u r e 3 ,   d e f in e d   a s   r e g io n   2 .   No   GP L e x is t s b e y o n d   t h e s e   t w o   p o in ts . T h e r e g io n s w h e r e   n o   p a r a lle l GP L e x i s t s a r e   d e f in e d a s   r e g io n s   1   a n d   3 . E a c h   r e g io n   i s   d iv id e d   i n to   5 0   s e p a r a te s e c tio n s   f o r   m o r e   a c c u r a te   r e s u lt s .   T h e   s h u n t   i m p e d a n c e   o f   t h e o v e r h e a d   g r o u n d   w ir e   o f   e a c h   s e c tio n   a r e   th e   to w e r   g r o u n d   r e s is ta n c e s   o f t h e OHT L . L E G E N D A C A C A C 1 2 3 4 5 D U M M Y D U M M Y P H A S E   A 1 P H A S E   B 1 P H A S E   C 1 P H A S E   B 1 P H A S E   C 1 P H A S E   A 1 O H G W 2 4 " P I P E L I N E 2 4 P I P E L I N E 0 . 5 0 . 5 C E N T R AL  S I T E ( 5 0 S e c t i o n ) 1 0 k m ( 5 0 S e c t i o n ) 1 0 k m ( 5 0 S e c t i o n ) 1 0 k m T E R M I N A L 1 T E R M I N A L 2 S U B S T A T I O N 1 S U B S T A T I O N 2 R 1 R 2 R 3 ( 1 S e c t i o n ) 2 0 0 m 1 5 0 5 1 1 0 0 1 0 1 1 5 0 : S e r i e s   i m p e d a n c e   o f   c o n d u c t o r : T o w e r   g r o u n d   r e s i s t a n c e : A n o d e   g r o u n d   r e s i s t a n c e   a n d p i p e l i n e   c o a t i n g   l e a k a g e   r e s i s t a n c e . : G r o u n d   r e s i s t a n c e   a t   c e n t r a l s u b s t a t i o n   a n d   t e r m i n a l s . 1 : B u s s   N u m b e r R 1 : R e g i o n   N u m b e r 1 : S e c t i o n   N u m b e r F ig u r e   3 . C ir c u it  b a s e d m o d e f o r   th e   e n t ir e OHT L   r ig h t - o f - w a y 3 . RE S U L T S   AND  D I S CU S S I O NS T o   d e m o n s tr a te   t h e   e f f e c o f   i n d u c e d   v o lta g e   o n   th e   GP L ,   t h e   i n d u c e d   v o lta g e s   t h r o u g h o u t h e   GP L w a s   p r e s e n te d .   T h e   lo c a tio n s   a lo n g   t h e   GP L   w h e r e   th e   m a x i m u m   v o lta g e   o c c u r s   d u r in g   t h e   f a u lt  w e r e d e te r m in e d .   T h e r e a f te r ,   th e   m a x i m u m   v o lta g e s   a th e s e   lo c a tio n s   w e r e   d e te r m i n e d   f r o m   d i f f e r e n o b s e r v a tio n p o in ts   a lo n g   th e   GP L   c r o s s - s e c tio n . 3 . 1 . I n d u c e d   Vo lt a g e   Alo n g   t h e   G P L A   u n i f o r m   s o il  r e s i s ti v it y   o f 1 0 0 - m   w a s   u s e d   w h e n   c o m p u ti n g   th e   m e ta a n d   e a r th   s u r f a c e   GP R s a lo n g   t h e   GP L .   F i g u r e   4   illu s t r a te s   th e   e a r th   s u r f a c e   GP R   ( a b o u 1   m   a b o v e   th e   GP L   c e n t r e )   a lo n g   th e   GP L w it h   1 0 0 0   o b s e r v a tio n   p o in ts .   T h e   p r o f ile   is   f r o m   o n e   e n d   o f   th e   GP L   to   th e   o th e r   e n d w i th   a   p r o f ile   le n g t h   o f 1 0 , 0 0 0   m e te r s . F ig u r e 4 . GP R   o n   th e   s o il  s u r f a c e   a lo n g   t h e   GP L   c o r r id o r ,   d u r in g   f a u lt  a t h e   m id d le   o f   O HT L I S S N : 2 0 8 8 - 8 7 0 8 I J E C E Vo l. 6 ,   No . 3 , J u n e 2 0 1 6 : 1 3 6 3 1 3 7 0 1 3 6 6 s u b s ta tio n s . T h e   c e n tr a l   s ite   i s   s e le c te d   j u s o u ts id e   o f   te r m i n a 1 .   T h e   t w o   te r m i n a ls   s u p p l y   c u r r e n t s   to   t h e lin e s . A to ta o f   5   p h a s e s ,   a n d   h e n c e   5   b u s s e s ,   w e r e   u s e d . B u s s e s   1 ,   2 ,   3 ,   4   a n d   5   a r e th e   s h ie ld   w ir e ,   p h a s e   A, p h a s e B ,   p h a s e C , a n d   th e   2 4 - in c h GP L   u n d e r   e x a m i n a ti o n ,   r e s p e c tiv e l y .   T h e   GP L   s t a r ts   f r o m th e 1 0 - k m p o in a n d   s tr e tc h e s to th e 2 0 - k m p o i n t o f   t h e   c o r r id o r   a s   s h o w n   i n   F i g u r e 3 ,   d e f in e d   a s   r e g io n   2 .   No   GP L e x is t s b e y o n d   t h e s e   t w o   p o in ts . T h e r e g io n s w h e r e   n o   p a r a lle l GP L e x i s t s a r e   d e f in e d a s   r e g io n s   1   a n d   3 . E a c h   r e g io n   i s   d iv id e d   i n to   5 0   s e p a r a te s e c tio n s   f o r   m o r e   a c c u r a te   r e s u lt s .   T h e   s h u n t   i m p e d a n c e   o f   t h e o v e r h e a d   g r o u n d   w ir e   o f   e a c h   s e c tio n   a r e   th e   to w e r   g r o u n d   r e s is ta n c e s   o f t h e OHT L . L E G E N D A C A C A C 1 2 3 4 5 D U M M Y D U M M Y P H A S E   A 1 P H A S E   B 1 P H A S E   C 1 P H A S E   B 1 P H A S E   C 1 P H A S E   A 1 O H G W 2 4 " P I P E L I N E 2 4 P I P E L I N E 0 . 5 0 . 5 C E N T R AL  S I T E ( 5 0 S e c t i o n ) 1 0 k m ( 5 0 S e c t i o n ) 1 0 k m ( 5 0 S e c t i o n ) 1 0 k m T E R M I N A L 1 T E R M I N A L 2 S U B S T A T I O N 1 S U B S T A T I O N 2 R 1 R 2 R 3 ( 1 S e c t i o n ) 2 0 0 m 1 5 0 5 1 1 0 0 1 0 1 1 5 0 : S e r i e s   i m p e d a n c e   o f   c o n d u c t o r : T o w e r   g r o u n d   r e s i s t a n c e : A n o d e   g r o u n d   r e s i s t a n c e   a n d p i p e l i n e   c o a t i n g   l e a k a g e   r e s i s t a n c e . : G r o u n d   r e s i s t a n c e   a t   c e n t r a l s u b s t a t i o n   a n d   t e r m i n a l s . 1 : B u s s   N u m b e r R 1 : R e g i o n   N u m b e r 1 : S e c t i o n   N u m b e r F ig u r e   3 . C ir c u it  b a s e d m o d e f o r   th e   e n t ir e OHT L   r ig h t - o f - w a y 3 . RE S U L T S   AND  D I S CU S S I O NS T o   d e m o n s tr a te   t h e   e f f e c o f   i n d u c e d   v o lta g e   o n   th e   GP L ,   t h e   i n d u c e d   v o lta g e s   t h r o u g h o u t h e   GP L w a s   p r e s e n te d .   T h e   lo c a tio n s   a lo n g   t h e   GP L   w h e r e   th e   m a x i m u m   v o lta g e   o c c u r s   d u r in g   t h e   f a u lt  w e r e d e te r m in e d .   T h e r e a f te r ,   th e   m a x i m u m   v o lta g e s   a th e s e   lo c a tio n s   w e r e   d e te r m i n e d   f r o m   d i f f e r e n o b s e r v a tio n p o in ts   a lo n g   th e   GP L   c r o s s - s e c tio n . 3 . 1 . I n d u c e d   Vo lt a g e   Alo n g   t h e   G P L A   u n i f o r m   s o il  r e s i s ti v it y   o f 1 0 0 - m   w a s   u s e d   w h e n   c o m p u ti n g   th e   m e ta a n d   e a r th   s u r f a c e   GP R s a lo n g   t h e   GP L .   F i g u r e   4   illu s t r a te s   th e   e a r th   s u r f a c e   GP R   ( a b o u 1   m   a b o v e   th e   GP L   c e n t r e )   a lo n g   th e   GP L w it h   1 0 0 0   o b s e r v a tio n   p o in ts .   T h e   p r o f ile   is   f r o m   o n e   e n d   o f   th e   GP L   to   th e   o th e r   e n d w i th   a   p r o f ile   le n g t h   o f 1 0 , 0 0 0   m e te r s . F ig u r e 4 . GP R   o n   th e   s o il  s u r f a c e   a lo n g   t h e   GP L   c o r r id o r ,   d u r in g   f a u lt  a t h e   m id d le   o f   O HT L Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E I S S N: 2 0 8 8 - 8 7 0 8 A C   I n te r fe r e n c e   o n Ga s   P ip e lin e s   d u e   to   P h a s e   to   Gr o u n d F a u lts   in   Ov e r h e a d . . . .   ( A li  I .   E Ga y a r ) 1 3 6 7 I n   v ie w   o f   t h e   f a u lt  lo c a tio n   i n   th e   m id d le   o f   th e   OHT L   R O W ,   th e   c u r v e s   a r e   s y m m e tr ic a l   d u e   to   th e s y m m e tr y   o f   t h e   s y s te m ,   a s   e x p e c te d .   T h e   m a x i m u m   g r o u n d   p o te n tia o c c u r s   a m id w a y   a lo n g   t h e   c o r r id o r b e c a u s e   o f   th e   h i g h   c u r r e n i n j e c te d   to   th e   s o il  d u r i n g   th e   f a u lt  c o n d itio n   a n d   h e n c e   r a is e s   t h e   s o il  p o te n tia i n th e   v ic i n it y .   F i g u r e   4   c le a r l y   s h o w s   th e   s u r f a c e   GP R   d e c r e a s e s   w h e n   m o v i n g   a w a y   f r o m t h e   f a u l lo c a tio n . Ge n e r a ll y ,   th e   e le c tr o m a g n e t i c   a n d   c ir c u it  b a s e d   a p p r o a c h e s   g i v e   a l m o s th e   s a m e   p a tt e r n   o f   r e s u lt s .   I is n o te d   th a t   th e   c ir c u i b a s e d   a p p r o a c h   h a s   u p to   3 . 8 %   d if f e r e n c e   w h e n   c o m p a r e d   to   th e   e le c tr o m a g n e tic a p p r o a c h .   T h is   is   b e c a u s e   th e c ir c u it  a p p r o a c h   a s s u m e s   a n   i n f in i te   le n g t h   o f   OHT L   w h e n   c o m p u ti n g   t h e   li n e p a r a m e te r s . F ig u r e   5   s h o w s   t h e   p o te n tia l   o f   th e   GP L   m e ta ( M e ta G P R )   a lo n g   th e   GP L   f o r   th e   s a m e   f a u lt c o n d itio n .   T h e   p o te n tia r is e   o f   th e   GP L   m e ta w a s   d e te r m in e d   b y   t h e   c u m u la t i v e   E M F   in d u c e d   in   t h e   GP L b y   t h e   c u r r e n f lo w i n g   i n   th e   o v e r h e a d   tr a n s m is s io n   li n e   c o n d u c to r s .   T h e   p a tte r n   s h o w s   t w o   m i n i m u m   p o in ts a n d   a   p r o n o u n c e d   p e a k   a th e   f a u lt  lo c a tio n .   T h e   o th e r   p e a k s   o c c u r   a th e   lo c a tio n s   w h e r e   th e   GP L   e n d s   o r d e v ia te s   a w a y   f r o m   th e   tr a n s m is s io n   lin e . F ig u r e 5 . M e ta GP R   th r o u g h o u GP L   d u r i n g   f a u lt  a t h e   m id d le   o f   th e   OHT L 3 . 2 . E f f e c t s   o f   I n d u c e d   Vo lt a g e   o n   G P L   w it h   r e s p e c t   t o   Va r ia t io n   o f   Dis t a n c e   o f   G P L   f r o m   t h e   F a u lt e d T o w e r T h e   s a m e   f a u lt  c u r r e n o f   5   k A   w a s   d r a w n   f r o m   e a c h   te r m in a o f   OHT L .   T h e s e p a r a tio n   ( b e tw e e n t w o   p a r a lle l   lin e s )   d is ta n c e s b e t w e e n   t h e   p ip e   l in e   a n d   t h e   f a u lte d   to w e r   w a s   a lte r e d   a d i s ta n c e s   o f   5 ,   1 0 ,   2 0 , 3 0 ,   4 0 ,   5 0 ,   6 0 ,   8 0 ,   a n d   1 0 0   m .   T h e   GP L   w a s   b u r ie d   a 1   m   u n d e r g r o u n d .   T h e   v o lta g e s   in d u c e d   o n   th e   GP L   a t d if f e r e n o b s e r v a tio n   p o i n ts   a r e   d e p ic te d   in   F i g u r e   6 .   I is   s e e n   f r o m   t h e   c u r v e s   t h a t h e   in d u c e d   v o lta g e s d e c r e a s e   w h e n   t h e   GP L   w a s   ta k e n   f u r t h e r   a w a y   f r o m   t h e   OHT L .   T h e   GP L   c o a tin g   s t r e s s   a n d   th e   to u c h v o lta g e s   h a d   th e   h ig h e s t   i n d u c e d   v o lta g e s   o n   t h e   GP L   c o m p a r e d   to   t h e   m e ta l,   e a r th   s u r f a c e ,   a n d   t h e   o u te r c o a tin g   s u r f a c e   GP R .   T h is   c o u ld   d a m a g e   th e   c o a ti n g   a n d   a c c e le r a te   th e   c o r r o s io n   in   t h e   GP L   m e ta l. F ig u r e   6 . T h e e f f e c o f   ( p a r a lle l )   s e p a r a tio n   d is ta n c e   b e t w e e n   GP L   a n d OHT L   u n d e r   f a u lt  c o n d i tio n I J E C E I S S N: 2 0 8 8 - 8 7 0 8 A C   I n te r fe r e n c e   o n Ga s   P ip e lin e s   d u e   to   P h a s e   to   Gr o u n d F a u lts   in   Ov e r h e a d . . . .   ( A li  I .   E Ga y a r ) 1 3 6 7 I n   v ie w   o f   t h e   f a u lt  lo c a tio n   i n   th e   m id d le   o f   th e   OHT L   R O W ,   th e   c u r v e s   a r e   s y m m e tr ic a l   d u e   to   th e s y m m e tr y   o f   t h e   s y s te m ,   a s   e x p e c te d .   T h e   m a x i m u m   g r o u n d   p o te n tia o c c u r s   a m id w a y   a lo n g   t h e   c o r r id o r b e c a u s e   o f   th e   h i g h   c u r r e n i n j e c te d   to   th e   s o il  d u r i n g   th e   f a u lt  c o n d itio n   a n d   h e n c e   r a is e s   t h e   s o il  p o te n tia i n th e   v ic i n it y .   F i g u r e   4   c le a r l y   s h o w s   th e   s u r f a c e   GP R   d e c r e a s e s   w h e n   m o v i n g   a w a y   f r o m t h e   f a u l lo c a tio n . Ge n e r a ll y ,   th e   e le c tr o m a g n e t i c   a n d   c ir c u it  b a s e d   a p p r o a c h e s   g i v e   a l m o s th e   s a m e   p a tt e r n   o f   r e s u lt s .   I is n o te d   th a t   th e   c ir c u i b a s e d   a p p r o a c h   h a s   u p to   3 . 8 %   d if f e r e n c e   w h e n   c o m p a r e d   to   th e   e le c tr o m a g n e tic a p p r o a c h .   T h is   is   b e c a u s e   th e c ir c u it  a p p r o a c h   a s s u m e s   a n   i n f in i te   le n g t h   o f   OHT L   w h e n   c o m p u ti n g   t h e   li n e p a r a m e te r s . F ig u r e   5   s h o w s   t h e   p o te n tia l   o f   th e   GP L   m e ta ( M e ta G P R )   a lo n g   th e   GP L   f o r   th e   s a m e   f a u lt c o n d itio n .   T h e   p o te n tia r is e   o f   th e   GP L   m e ta w a s   d e te r m in e d   b y   t h e   c u m u la t i v e   E M F   in d u c e d   in   t h e   GP L b y   t h e   c u r r e n f lo w i n g   i n   th e   o v e r h e a d   tr a n s m is s io n   li n e   c o n d u c to r s .   T h e   p a tte r n   s h o w s   t w o   m i n i m u m   p o in ts a n d   a   p r o n o u n c e d   p e a k   a th e   f a u lt  lo c a tio n .   T h e   o th e r   p e a k s   o c c u r   a th e   lo c a tio n s   w h e r e   th e   GP L   e n d s   o r d e v ia te s   a w a y   f r o m   th e   tr a n s m is s io n   lin e . F ig u r e 5 . M e ta GP R   th r o u g h o u GP L   d u r i n g   f a u lt  a t h e   m id d le   o f   th e   OHT L 3 . 2 . E f f e c t s   o f   I n d u c e d   Vo lt a g e   o n   G P L   w it h   r e s p e c t   t o   Va r ia t io n   o f   Dis t a n c e   o f   G P L   f r o m   t h e   F a u lt e d T o w e r T h e   s a m e   f a u lt  c u r r e n o f   5   k A   w a s   d r a w n   f r o m   e a c h   te r m in a o f   OHT L .   T h e s e p a r a tio n   ( b e tw e e n t w o   p a r a lle l   lin e s )   d is ta n c e s b e t w e e n   t h e   p ip e   l in e   a n d   t h e   f a u lte d   to w e r   w a s   a lte r e d   a d i s ta n c e s   o f   5 ,   1 0 ,   2 0 , 3 0 ,   4 0 ,   5 0 ,   6 0 ,   8 0 ,   a n d   1 0 0   m .   T h e   GP L   w a s   b u r ie d   a 1   m   u n d e r g r o u n d .   T h e   v o lta g e s   in d u c e d   o n   th e   GP L   a t d if f e r e n o b s e r v a tio n   p o i n ts   a r e   d e p ic te d   in   F i g u r e   6 .   I is   s e e n   f r o m   t h e   c u r v e s   t h a t h e   in d u c e d   v o lta g e s d e c r e a s e   w h e n   t h e   GP L   w a s   ta k e n   f u r t h e r   a w a y   f r o m   t h e   OHT L .   T h e   GP L   c o a tin g   s t r e s s   a n d   th e   to u c h v o lta g e s   h a d   th e   h ig h e s t   i n d u c e d   v o lta g e s   o n   t h e   GP L   c o m p a r e d   to   t h e   m e ta l,   e a r th   s u r f a c e ,   a n d   t h e   o u te r c o a tin g   s u r f a c e   GP R .   T h is   c o u ld   d a m a g e   th e   c o a ti n g   a n d   a c c e le r a te   th e   c o r r o s io n   in   t h e   GP L   m e ta l. F ig u r e   6 . T h e e f f e c o f   ( p a r a lle l )   s e p a r a tio n   d is ta n c e   b e t w e e n   GP L   a n d OHT L   u n d e r   f a u lt  c o n d i tio n I J E C E I S S N: 2 0 8 8 - 8 7 0 8 A C   I n te r fe r e n c e   o n Ga s   P ip e lin e s   d u e   to   P h a s e   to   Gr o u n d F a u lts   in   Ov e r h e a d . . . .   ( A li  I .   E Ga y a r ) 1 3 6 7 I n   v ie w   o f   t h e   f a u lt  lo c a tio n   i n   th e   m id d le   o f   th e   OHT L   R O W ,   th e   c u r v e s   a r e   s y m m e tr ic a l   d u e   to   th e s y m m e tr y   o f   t h e   s y s te m ,   a s   e x p e c te d .   T h e   m a x i m u m   g r o u n d   p o te n tia o c c u r s   a m id w a y   a lo n g   t h e   c o r r id o r b e c a u s e   o f   th e   h i g h   c u r r e n i n j e c te d   to   th e   s o il  d u r i n g   th e   f a u lt  c o n d itio n   a n d   h e n c e   r a is e s   t h e   s o il  p o te n tia i n th e   v ic i n it y .   F i g u r e   4   c le a r l y   s h o w s   th e   s u r f a c e   GP R   d e c r e a s e s   w h e n   m o v i n g   a w a y   f r o m t h e   f a u l lo c a tio n . Ge n e r a ll y ,   th e   e le c tr o m a g n e t i c   a n d   c ir c u it  b a s e d   a p p r o a c h e s   g i v e   a l m o s th e   s a m e   p a tt e r n   o f   r e s u lt s .   I is n o te d   th a t   th e   c ir c u i b a s e d   a p p r o a c h   h a s   u p to   3 . 8 %   d if f e r e n c e   w h e n   c o m p a r e d   to   th e   e le c tr o m a g n e tic a p p r o a c h .   T h is   is   b e c a u s e   th e c ir c u it  a p p r o a c h   a s s u m e s   a n   i n f in i te   le n g t h   o f   OHT L   w h e n   c o m p u ti n g   t h e   li n e p a r a m e te r s . F ig u r e   5   s h o w s   t h e   p o te n tia l   o f   th e   GP L   m e ta ( M e ta G P R )   a lo n g   th e   GP L   f o r   th e   s a m e   f a u lt c o n d itio n .   T h e   p o te n tia r is e   o f   th e   GP L   m e ta w a s   d e te r m in e d   b y   t h e   c u m u la t i v e   E M F   in d u c e d   in   t h e   GP L b y   t h e   c u r r e n f lo w i n g   i n   th e   o v e r h e a d   tr a n s m is s io n   li n e   c o n d u c to r s .   T h e   p a tte r n   s h o w s   t w o   m i n i m u m   p o in ts a n d   a   p r o n o u n c e d   p e a k   a th e   f a u lt  lo c a tio n .   T h e   o th e r   p e a k s   o c c u r   a th e   lo c a tio n s   w h e r e   th e   GP L   e n d s   o r d e v ia te s   a w a y   f r o m   th e   tr a n s m is s io n   lin e . F ig u r e 5 . M e ta GP R   th r o u g h o u GP L   d u r i n g   f a u lt  a t h e   m id d le   o f   th e   OHT L 3 . 2 . E f f e c t s   o f   I n d u c e d   Vo lt a g e   o n   G P L   w it h   r e s p e c t   t o   Va r ia t io n   o f   Dis t a n c e   o f   G P L   f r o m   t h e   F a u lt e d T o w e r T h e   s a m e   f a u lt  c u r r e n o f   5   k A   w a s   d r a w n   f r o m   e a c h   te r m in a o f   OHT L .   T h e s e p a r a tio n   ( b e tw e e n t w o   p a r a lle l   lin e s )   d is ta n c e s b e t w e e n   t h e   p ip e   l in e   a n d   t h e   f a u lte d   to w e r   w a s   a lte r e d   a d i s ta n c e s   o f   5 ,   1 0 ,   2 0 , 3 0 ,   4 0 ,   5 0 ,   6 0 ,   8 0 ,   a n d   1 0 0   m .   T h e   GP L   w a s   b u r ie d   a 1   m   u n d e r g r o u n d .   T h e   v o lta g e s   in d u c e d   o n   th e   GP L   a t d if f e r e n o b s e r v a tio n   p o i n ts   a r e   d e p ic te d   in   F i g u r e   6 .   I is   s e e n   f r o m   t h e   c u r v e s   t h a t h e   in d u c e d   v o lta g e s d e c r e a s e   w h e n   t h e   GP L   w a s   ta k e n   f u r t h e r   a w a y   f r o m   t h e   OHT L .   T h e   GP L   c o a tin g   s t r e s s   a n d   th e   to u c h v o lta g e s   h a d   th e   h ig h e s t   i n d u c e d   v o lta g e s   o n   t h e   GP L   c o m p a r e d   to   t h e   m e ta l,   e a r th   s u r f a c e ,   a n d   t h e   o u te r c o a tin g   s u r f a c e   GP R .   T h is   c o u ld   d a m a g e   th e   c o a ti n g   a n d   a c c e le r a te   th e   c o r r o s io n   in   t h e   GP L   m e ta l. F ig u r e   6 . T h e e f f e c o f   ( p a r a lle l )   s e p a r a tio n   d is ta n c e   b e t w e e n   GP L   a n d OHT L   u n d e r   f a u lt  c o n d i tio n Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I S S N : 2 0 8 8 - 8 7 0 8 I J E C E Vo l. 6 ,   No . 3 , J u n e 2 0 1 6 : 1 3 6 3 1 3 7 0 1 3 6 8 3 . 3 . E f f e c t s   o f   S o il  Re s is t iv it y   o n   I n d u c e d   Vo lt a g e s T h e   e f f e c o f   s o il  r e s is ti v it y   d u e   to   t h e   i n te r a c tio n   o f   s te a d y - s ta te   e le c tr o m a g n e tic   f ie ld s   a n d   GP L s   i s k n o w n ,   th a i s ,   a n   i n c r e a s e   in   t h e   s o il  r e s is tiv it y   w i ll  r e s u lt  in   a n   in c r e a s e   i n   th e   i n d u c e d   v o l ta g e .   I n   th is   w o r k , th e   e f f e c o f   s o il  r e s is ti v it y   o n   i n d u c e d   v o lta g e   o n   GP L s   b e c a u s e   o f   f a u lt   c u r r e n ts   h a s   b e e n   ill u s tr a te d   i n F ig u r e   7 .   T h e   s e p a r a tio n   d is ta n c e   b e t w e e n   t h e   GP L   a n d   O H T L   w a s   k e p c o n s ta n t   a 5 0   m .   I n   t h is   f i g u r e ,   n o t o n l y   th e   e f f e c t   o f   in d u c tiv e   i n te r f e r e n c e   w a s   d e te r m in e d ,   b u t h e   e f f e c o f   c o n d u c t iv e   i n te r f e r e n c e   w a s   a l s o ta k e n   i n   c o n s id e r a tio n ,   to   r e p r e s e n t h e   A C   to ta i n te r f e r e n c e . F ig u r e   7 . Va r ia tio n   in   th e   i n d u c e d   v o lta g e   o n   GP L   w it h   r e s p e c to   m o d if ic a tio n   o f   s o il  r e s is ti v i t y , u n d e r lo c a f a u l c o n d itio n As   illu s tr a te d   in   F i g u r e   7 ,   th e e a r th   s u r f a c e s GP R   a n d   th e   o u te r   c o a tin g   s u r f a c e   GP R   in c r e a s e   w h e n th e   s o il  r e s is ti v it y   i n c r e a s e s .   T h is   i s   b e c a u s e   th e y   d ir e c tl y   d e p e n d   o n   th e   c o n d u c ti v e   c o u p li n g ,   w h ic h   i n   tu r n   i s d e p e n d e n o n th e   c u r r e n i n j e c te d   to   th e   g r o u n d   th r o u g h   th e   to w e r   g r o u n d in g   g r id   d u r i n g   f a u lt  c o n d itio n .   O n th e   o th e r   h a n d ,   t h e   m e ta GP R   d e c r e a s e s   w h e n   t h e   s o il  r e s is t iv it y   i n c r e a s e s .   W h e n   t h e   GP L   i s   w e ll  c o a te d ,   a s th e   c a s e   in   th i s   s tu d y ,   th e   m e ta GP R   is   d e p e n d e n o n l y   o n   t h e   i n d u c tiv e   in te r f e r e n c e .   W h e n   t h e   s o il r e s is ti v it y   i n c r e a s e s ,   th e   to w e r   g r o u n d in g   r e s is ta n c e   i n c r e a s e s   a s   w e ll, t h u s   m a k i n g   th e   s h ie ld   w ir e a ttr a c tiv e n e s s   a s   a   f a u l c u r r e n r e tu r n   p a th   to   i n c r e a s e .   T h is   r e s u lt s   i n   a   g r e a te r   p r o p o r tio n   o f   t h e   f a u l c u r r e n t to   f lo w   b a c k   to w a r d s   th e   s o u r c e s   in   th e   s h ie ld   w ir e s ,   a n d   o u o f   p h a s e   w it h   t h e   c u r r e n i n   t h e   f a u l te d   p h a s e , th u s   r e d u c in g ,   b y   c a n c e lla tio n   e f f e c t,   t h e   n e t   e m f   in d u c e d   i n   t h e   GP L ,   a n d   h e n c e   t h e   c u m u la ti v e   GP R   in   t h e GP L .   F o r   t h e   s a m e   r e a s o n   t h a w a s   m e n tio n e d   a b o v e ,   t h e   to u c h   v o lta g e   a n d   c o a ti n g   s tr e s s   d e c r e a s e   w h e n   t h e s o il  r e s is ti v it y   i n c r e a s e s ,   b e c a u s e   t h e y   a r e   d e p e n d e n o n   t h e   m e ta GP R . 3 . 4 . E f f e c t s   o f   I n d u c e d   Vo lt a g e   o n   G P L   d u e   t o   Va r ia t io n   o f   F a u lt   Cu r r e n t An   i n c r e a s e   in   t h e   f a u l c u r r e n r e s u lt s   i n   a   c o r r e s p o n d in g   in c r e a s e   i n   th e   i n d u c e d   v o lta g e   o n   t h e GP L ,   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   8 .   T h e   GP L   w a s   5 0   m   a w a y   f r o m   th e   tr a n s m is s io n   p a th   t h a w a s   s u b j e c te d   to   a s in g le   p h a s e   to   g r o u n d   f a u l t.   T h e   m e ta l   GP R ,   c o a tin g   s tr e s s ,   a n d   to u c h   v o lta g e   s h o w   h ig h e r v a l u e s   w h e n c o m p a r e d   to   e a r t h   s u r f a c e   G P R   a n d   o u te r   c o a ti n g   s u r f a c e   GP R .   T h is   is   b e c a u s e   t h e   m u tu a l   i m p e d a n c e b e t w e e n   th e   GP L   a n d   t h e   p h a s e   c o n d u c to r   o f   OHT L   is   i n c r e a s e d   w h e n   th e   f a u lt  c u r r e n in c r e a s e s .   T h is   c a u s e s th e   m e ta GP R   to r a p id ly   b u il d   u p   a lo n g th e   le n g t h   o f   t h e   G P L . I S S N : 2 0 8 8 - 8 7 0 8 I J E C E Vo l. 6 ,   No . 3 , J u n e 2 0 1 6 : 1 3 6 3 1 3 7 0 1 3 6 8 3 . 3 . E f f e c t s   o f   S o il  Re s is t iv it y   o n   I n d u c e d   Vo lt a g e s T h e   e f f e c o f   s o il  r e s is ti v it y   d u e   to   t h e   i n te r a c tio n   o f   s te a d y - s ta te   e le c tr o m a g n e tic   f ie ld s   a n d   GP L s   i s k n o w n ,   th a i s ,   a n   i n c r e a s e   in   t h e   s o il  r e s is tiv it y   w i ll  r e s u lt  in   a n   in c r e a s e   i n   th e   i n d u c e d   v o l ta g e .   I n   th is   w o r k , th e   e f f e c o f   s o il  r e s is ti v it y   o n   i n d u c e d   v o lta g e   o n   GP L s   b e c a u s e   o f   f a u lt   c u r r e n ts   h a s   b e e n   ill u s tr a te d   i n F ig u r e   7 .   T h e   s e p a r a tio n   d is ta n c e   b e t w e e n   t h e   GP L   a n d   O H T L   w a s   k e p c o n s ta n t   a 5 0   m .   I n   t h is   f i g u r e ,   n o t o n l y   th e   e f f e c t   o f   in d u c tiv e   i n te r f e r e n c e   w a s   d e te r m in e d ,   b u t h e   e f f e c o f   c o n d u c t iv e   i n te r f e r e n c e   w a s   a l s o ta k e n   i n   c o n s id e r a tio n ,   to   r e p r e s e n t h e   A C   to ta i n te r f e r e n c e . F ig u r e   7 . Va r ia tio n   in   th e   i n d u c e d   v o lta g e   o n   GP L   w it h   r e s p e c to   m o d if ic a tio n   o f   s o il  r e s is ti v i t y , u n d e r lo c a f a u l c o n d itio n As   illu s tr a te d   in   F i g u r e   7 ,   th e e a r th   s u r f a c e s GP R   a n d   th e   o u te r   c o a tin g   s u r f a c e   GP R   in c r e a s e   w h e n th e   s o il  r e s is ti v it y   i n c r e a s e s .   T h is   i s   b e c a u s e   th e y   d ir e c tl y   d e p e n d   o n   th e   c o n d u c ti v e   c o u p li n g ,   w h ic h   i n   tu r n   i s d e p e n d e n o n th e   c u r r e n i n j e c te d   to   th e   g r o u n d   th r o u g h   th e   to w e r   g r o u n d in g   g r id   d u r i n g   f a u lt  c o n d itio n .   O n th e   o th e r   h a n d ,   t h e   m e ta GP R   d e c r e a s e s   w h e n   t h e   s o il  r e s is t iv it y   i n c r e a s e s .   W h e n   t h e   GP L   i s   w e ll  c o a te d ,   a s th e   c a s e   in   th i s   s tu d y ,   th e   m e ta GP R   is   d e p e n d e n o n l y   o n   t h e   i n d u c tiv e   in te r f e r e n c e .   W h e n   t h e   s o il r e s is ti v it y   i n c r e a s e s ,   th e   to w e r   g r o u n d in g   r e s is ta n c e   i n c r e a s e s   a s   w e ll, t h u s   m a k i n g   th e   s h ie ld   w ir e a ttr a c tiv e n e s s   a s   a   f a u l c u r r e n r e tu r n   p a th   to   i n c r e a s e .   T h is   r e s u lt s   i n   a   g r e a te r   p r o p o r tio n   o f   t h e   f a u l c u r r e n t to   f lo w   b a c k   to w a r d s   th e   s o u r c e s   in   th e   s h ie ld   w ir e s ,   a n d   o u o f   p h a s e   w it h   t h e   c u r r e n i n   t h e   f a u l te d   p h a s e , th u s   r e d u c in g ,   b y   c a n c e lla tio n   e f f e c t,   t h e   n e t   e m f   in d u c e d   i n   t h e   GP L ,   a n d   h e n c e   t h e   c u m u la ti v e   GP R   in   t h e GP L .   F o r   t h e   s a m e   r e a s o n   t h a w a s   m e n tio n e d   a b o v e ,   t h e   to u c h   v o lta g e   a n d   c o a ti n g   s tr e s s   d e c r e a s e   w h e n   t h e s o il  r e s is ti v it y   i n c r e a s e s ,   b e c a u s e   t h e y   a r e   d e p e n d e n o n   t h e   m e ta GP R . 3 . 4 . E f f e c t s   o f   I n d u c e d   Vo lt a g e   o n   G P L   d u e   t o   Va r ia t io n   o f   F a u lt   Cu r r e n t An   i n c r e a s e   in   t h e   f a u l c u r r e n r e s u lt s   i n   a   c o r r e s p o n d in g   in c r e a s e   i n   th e   i n d u c e d   v o lta g e   o n   t h e GP L ,   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   8 .   T h e   GP L   w a s   5 0   m   a w a y   f r o m   th e   tr a n s m is s io n   p a th   t h a w a s   s u b j e c te d   to   a s in g le   p h a s e   to   g r o u n d   f a u l t.   T h e   m e ta l   GP R ,   c o a tin g   s tr e s s ,   a n d   to u c h   v o lta g e   s h o w   h ig h e r v a l u e s   w h e n c o m p a r e d   to   e a r t h   s u r f a c e   G P R   a n d   o u te r   c o a ti n g   s u r f a c e   GP R .   T h is   is   b e c a u s e   t h e   m u tu a l   i m p e d a n c e b e t w e e n   th e   GP L   a n d   t h e   p h a s e   c o n d u c to r   o f   OHT L   is   i n c r e a s e d   w h e n   th e   f a u lt  c u r r e n in c r e a s e s .   T h is   c a u s e s th e   m e ta GP R   to r a p id ly   b u il d   u p   a lo n g th e   le n g t h   o f   t h e   G P L . I S S N : 2 0 8 8 - 8 7 0 8 I J E C E Vo l. 6 ,   No . 3 , J u n e 2 0 1 6 : 1 3 6 3 1 3 7 0 1 3 6 8 3 . 3 . E f f e c t s   o f   S o il  Re s is t iv it y   o n   I n d u c e d   Vo lt a g e s T h e   e f f e c o f   s o il  r e s is ti v it y   d u e   to   t h e   i n te r a c tio n   o f   s te a d y - s ta te   e le c tr o m a g n e tic   f ie ld s   a n d   GP L s   i s k n o w n ,   th a i s ,   a n   i n c r e a s e   in   t h e   s o il  r e s is tiv it y   w i ll  r e s u lt  in   a n   in c r e a s e   i n   th e   i n d u c e d   v o l ta g e .   I n   th is   w o r k , th e   e f f e c o f   s o il  r e s is ti v it y   o n   i n d u c e d   v o lta g e   o n   GP L s   b e c a u s e   o f   f a u lt   c u r r e n ts   h a s   b e e n   ill u s tr a te d   i n F ig u r e   7 .   T h e   s e p a r a tio n   d is ta n c e   b e t w e e n   t h e   GP L   a n d   O H T L   w a s   k e p c o n s ta n t   a 5 0   m .   I n   t h is   f i g u r e ,   n o t o n l y   th e   e f f e c t   o f   in d u c tiv e   i n te r f e r e n c e   w a s   d e te r m in e d ,   b u t h e   e f f e c o f   c o n d u c t iv e   i n te r f e r e n c e   w a s   a l s o ta k e n   i n   c o n s id e r a tio n ,   to   r e p r e s e n t h e   A C   to ta i n te r f e r e n c e . F ig u r e   7 . Va r ia tio n   in   th e   i n d u c e d   v o lta g e   o n   GP L   w it h   r e s p e c to   m o d if ic a tio n   o f   s o il  r e s is ti v i t y , u n d e r lo c a f a u l c o n d itio n As   illu s tr a te d   in   F i g u r e   7 ,   th e e a r th   s u r f a c e s GP R   a n d   th e   o u te r   c o a tin g   s u r f a c e   GP R   in c r e a s e   w h e n th e   s o il  r e s is ti v it y   i n c r e a s e s .   T h is   i s   b e c a u s e   th e y   d ir e c tl y   d e p e n d   o n   th e   c o n d u c ti v e   c o u p li n g ,   w h ic h   i n   tu r n   i s d e p e n d e n o n th e   c u r r e n i n j e c te d   to   th e   g r o u n d   th r o u g h   th e   to w e r   g r o u n d in g   g r id   d u r i n g   f a u lt  c o n d itio n .   O n th e   o th e r   h a n d ,   t h e   m e ta GP R   d e c r e a s e s   w h e n   t h e   s o il  r e s is t iv it y   i n c r e a s e s .   W h e n   t h e   GP L   i s   w e ll  c o a te d ,   a s th e   c a s e   in   th i s   s tu d y ,   th e   m e ta GP R   is   d e p e n d e n o n l y   o n   t h e   i n d u c tiv e   in te r f e r e n c e .   W h e n   t h e   s o il r e s is ti v it y   i n c r e a s e s ,   th e   to w e r   g r o u n d in g   r e s is ta n c e   i n c r e a s e s   a s   w e ll, t h u s   m a k i n g   th e   s h ie ld   w ir e a ttr a c tiv e n e s s   a s   a   f a u l c u r r e n r e tu r n   p a th   to   i n c r e a s e .   T h is   r e s u lt s   i n   a   g r e a te r   p r o p o r tio n   o f   t h e   f a u l c u r r e n t to   f lo w   b a c k   to w a r d s   th e   s o u r c e s   in   th e   s h ie ld   w ir e s ,   a n d   o u o f   p h a s e   w it h   t h e   c u r r e n i n   t h e   f a u l te d   p h a s e , th u s   r e d u c in g ,   b y   c a n c e lla tio n   e f f e c t,   t h e   n e t   e m f   in d u c e d   i n   t h e   GP L ,   a n d   h e n c e   t h e   c u m u la ti v e   GP R   in   t h e GP L .   F o r   t h e   s a m e   r e a s o n   t h a w a s   m e n tio n e d   a b o v e ,   t h e   to u c h   v o lta g e   a n d   c o a ti n g   s tr e s s   d e c r e a s e   w h e n   t h e s o il  r e s is ti v it y   i n c r e a s e s ,   b e c a u s e   t h e y   a r e   d e p e n d e n o n   t h e   m e ta GP R . 3 . 4 . E f f e c t s   o f   I n d u c e d   Vo lt a g e   o n   G P L   d u e   t o   Va r ia t io n   o f   F a u lt   Cu r r e n t An   i n c r e a s e   in   t h e   f a u l c u r r e n r e s u lt s   i n   a   c o r r e s p o n d in g   in c r e a s e   i n   th e   i n d u c e d   v o lta g e   o n   t h e GP L ,   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   8 .   T h e   GP L   w a s   5 0   m   a w a y   f r o m   th e   tr a n s m is s io n   p a th   t h a w a s   s u b j e c te d   to   a s in g le   p h a s e   to   g r o u n d   f a u l t.   T h e   m e ta l   GP R ,   c o a tin g   s tr e s s ,   a n d   to u c h   v o lta g e   s h o w   h ig h e r v a l u e s   w h e n c o m p a r e d   to   e a r t h   s u r f a c e   G P R   a n d   o u te r   c o a ti n g   s u r f a c e   GP R .   T h is   is   b e c a u s e   t h e   m u tu a l   i m p e d a n c e b e t w e e n   th e   GP L   a n d   t h e   p h a s e   c o n d u c to r   o f   OHT L   is   i n c r e a s e d   w h e n   th e   f a u lt  c u r r e n in c r e a s e s .   T h is   c a u s e s th e   m e ta GP R   to r a p id ly   b u il d   u p   a lo n g th e   le n g t h   o f   t h e   G P L . Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E I S S N: 2 0 8 8 - 8 7 0 8 A C   I n te r fe r e n c e   o n Ga s   P ip e lin e s   d u e   to   P h a s e   to   Gr o u n d F a u lts   in   Ov e r h e a d . . . .   ( A li  I .   E Ga y a r ) 1 3 6 9 F ig u r e   8 . T h e v a r ia tio n   o f   th e   in d u c e d   v o lta g e   o n   t h e   GP L   with   t h e   p e a k   f a u lt  c u r r e n t 4 . CO NCL U S I O N T h e   GP L   in d u c e d   v o lta g e s   a s   a   r e s u lt  o f   p h a s e   to   g r o u n d   f a u lts   h a d   b e e n   c o m p u te d   u s i n g   t w o s o f t w a r e   a p p r o a c h e s .   T h e s e   a r e   th e   m e t h o d   o f   m o m e n ( M OM ) ,   w h ic h   is   b a s e d   o n   e l e c tr o m a g n e tic   f ie ld th e o r y ,   a n d   th e   c ir c u it  b a s e d   m e t h o d .   T h e   c ir c u it  b a s e d   m e th o d   c o n s is t s   o f   th e   c ir c u it  g r o u n d i n g   a n a l y s is   to c o m p u te   t h e   c o n d u c t iv e   i n te r f e r e n c e ,   a n d   th e   c ir c u it  b a s e d   m o d e ls   to   c o m p u te   t h e   in d u c t i v e   in te r f e r e n c e . Dif f e r e n t   m o d e p a r a m e te r s   w e r e   v a r ie d   to   d e te r m i n e   t h e   e x te n o f   v a r ia tio n   in   th e   in d u c e d   v o lta g e s   o n   t h e GP L .   R e s u lt s   s h o w   t h a t h e   r e s u lt s   u s i n g   th e   e le c tr o m a g n e t i c   a p p r o a c h   a r e   h ig h e r   t h a n   t h o s e   u s in g   t h e   c ir c u it b a s e d   a p p r o a c h .   T h is is   m a i n l y   b e c a u s e   o f   OHT L   i n f i n ite   le n g t h   a n d   u n i f o r m l y   p a r a lle a s s u m p tio n s   m a d e   in th e   c ir c u i b a s e d   m e t h o d .   I c a n   b e   c o n c lu d e d   th a e le c tr o m a g n e t ic   a p p r o a c h   g iv e s   m o r e   a c c u r a te   r e s u l ts   d u e to   its   m o r e   a c c u r a te   s i m u la tio n   m o d e ls . S tu d ie s   o n   t h e   e f f e c ts o f   v a r io u s   m o d e p a r a m e te r s   s h o w   a   m o r e   o r   le s s   li n e a r   i n c r e m e n o f   in d u c e d v o lta g e   w i th   t h e   lo g   o f   f a u lt  c u r r e n a n d   a   li n e a r   d e c r e a s e   w ith   OHT L - GP L   s e p a r a tio n .   I n   a d d itio n   th e   e a r th s u r f a c e   a n d   o u te r   s u r f a c e   c o a tin g   GP R s   a l s o   li n e a r l y   i n c r e a s e   w it h   th e lo g   o f   s o il  r e s is t iv it y .   I n   c o n tr a s t,   a s lig h tl y   li n e a r   d e c r e a s e   w a s   o b s e r v e d   f o r   th e   m e ta GP R ,   t h e   to u c h   v o lta g e ,   a n d   th e   c o a ti n g   s tr e s s   w i th   t h e   lo g o f   s o il   r e s i s ti v it y .   T h e   h ig h e r   s o il  r e s i s ti v it y   c a u s e s   t h e   to w e r   g r o u n d   r e s i s ta n c e   to   i n c r e a s e ,   t h u s   m a k in g   th e s h ie ld   w ir e s   a ttr a c ti v e n e s s   a s   a   f a u lt  c u r r e n r e tu r n   p a th   to   in c r e a s e ,   w h ic h   f o r c e s   th e   i n d u c e d   n e E M F   a n d th e   c u m u la ti v e   GP R   i n   th e   GP L   to   r e d u c e . T h e   m a x i m u m   g r o u n d   p o te n ti a o c c u r s   a m id w a y   a lo n g   th e   c o r r id o r   d u e   to   th e   h i g h   c u r r e n i n j e c te d it y .   T h e   s u r f a c e   GP R   d e c r e a s e s   w h e n   m o v in g   a w a y   f r o m   f a u lt  lo c a tio n   w h e n   t h e   GP L   c o a tin g   i s   id e a l.   T h e GP L   m e ta p o te n tia r e m a i n s   r e la tiv e l y   u n a f f e c te d   b y   th e   p o t e n tia o f   t h e   s u r r o u n d in g   s o il  i f   t h e   GP L   c o a tin g is   p e r f e c t. ACK NO WL E D G E M E NT S I n   p r e p a r i n g   th is   p a p e r ,   t h e   f ir s a u t h o r   w a s   in   c o n ta c t   w it h   m a n y   p e o p le ,   a c a d e m ic ia n s ,   r e s e a r c h e r s a n d   p r a c titio n e r s   w h o   c o n tr ib u te d   i m m e n s e l y   to w a r d s   h is   u n d e r s ta n d in g   a n d   th o u g h t s .   T h e   a u th o r s   a r e   a ls o in d e b te d   to   th e   I n s t itu te   o f   Hi g h   Vo lta g e   a n d   H ig h   C u r r e n ( I VA T )   f o r   p r o v id in g   th e   f u ll   v e r s io n   o f   C DE GS s o f t w a r e   w i th   te c h n ic a l   s u p p o r t.   T h e   a u th o r   t h a n k s   U n i v e r s i ti  T e k n o lo g M a la y s ia   f o r   f in a n c ia ll y   s u p p o r tin g th is   w o r k   th r o u g h   th e   r e s e a r c h   g r a n v o te   n u m b e r   1 0 6 H1 . RE F E R E NC E S [1 ] D . Ca u l k e r, e t   a l . , E v a l u a t i o n   o f   L i g h t n i n g   P e rf o rm a n c e   o O v e rh e a d   T ra n s m i s s i o n   L i n e   Ba s e d   o n   1 3 2   k V   D o u b l e Ci rc u i t   T o w e S t ru c t u re s , In t e r n a t i o n a l   R e v i e o n   M o d e l l i n g   a n d   S i m u l a t i o n s , v o l / i s s u e : 3 ( 6 ) , 2 0 1 0 . [2 ] A .   I. E l g a y a r a n d Z .   A b d u l - M a l e k , In d u c e d   V o l t a g e s   o n   a   G a s   P i p e l i n e   d u e   t o L i g h t n i n g   S t ri k e s   o n   N e a rb y O v e rh e a d   T r a n s m i s s i o n   L i n e , In t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   E l e c t r i c a l   a n d   C o m p u t e r   E n g i n e e r i n g   ( IJ E CE ) , v o l / i s s u e : 6 ( 2 ) , 2 0 1 6 . [3 ] D . Ca u l k e r, e t   a l . , S h i e l d i n g   f a i l u re   a n a l y s i s   o f   1 3 2   k V   t ra n s m i s s i o n   l i n e   s h i e l d e d   b y   s u rg e   a rr e s t e rs   a s s o c i a t e d w i t h   m u l t i p l e   s t ro k e s   l i g h t n i n g , i n E l e c t r i c a l   a n d   C o m p u t e r   E n g i n e e r i n g   ( ICE CE ) ,   2 0 1 0   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e o n , 2 0 1 0 . [4 ] D . Ca u l k e r, e t   a l . , L i g h t n i n g   In t e ra c t i o n   w i t h   1 3 2   k V   T ra n s m i s s i o n   L i n e   P ro t e c t e d   b y   S u rg e   A rre s t e rs , i n U n i v e r s i t i e s '   P o w e r   E n g i n e e r i n g   Co n f e r e n c e   ( U P E C ) ,   P r o c e e d i n g s   o f   2 0 1 1   4 6 t h   I n t e r n a t i o n a l , 2 0 1 1 . [5 ] A .   I.   E l g a y a r , e t   a l . , W i n d - In d u c e d   Cl e a ra n c e s   In f ri n g e m e n t   o O v e rh e a d   P o w e L i n e s , In t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f Co m p u t e r   a n d   E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g , v o l / i s s u e : 6 ( 4 ) , p p .   2 7 5 , 2 0 1 4 . [6 ] M . M o k h t a ri a n d   Z .   A b d u l - M a l e k , T h e   E ffe c t   o f   G ro u n d i n g   E l e c t ro d e   P a ra m e t e rs   o n   S o i l   Io n i z a t i o n   a n d   T ra n s i e n t G ro u n d i n g   Re s i s t a n c e   u s i n g   E l e c t ro m a g n e t i c   F i e l d   A p p ro a c h , A p p l i e d   M e c h a n i c s   a n d   M a t e r i a l s , v o l . 5 5 4 , p p . 6 2 8 - 6 3 2 , 2 0 1 4 . [7 ] M . M o k h t a ri   a n d   Z . A b d u l - M a l e k , A   Cri t i c a l   Re v i e w   o n   S o i l   I o n i s a t i o n   M o d e l l i n g   f o G ro u n d i n g   E l e c t ro d e s , A r c h i v e s   o f   E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g ,   f o r t h c o m i n g , v o l / i s s u e : 6 5 ( 2 5 7 ) , 2 0 1 6 . [8 ] M . M o k h t a ri , e t   a l . , In t e g ra t i o n   o f   F re q u e n c y   D e p e n d e n t   S o i l   E l e c t ri c a l   P ro p e rt i e s   i n   G ro u n d i n g   E l e c t ro d e   Ci rc u i t M o d e l , I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   E l e c t r i c a l   a n d   C o m p u t e r   E n g i n e e r i n g , v o l / i s s u e : 6 ( 2 ) , 2 0 1 6 . [9 ] M . M o k h t a ri , e t   a l . , T h e   e ff e c t   o f   s o i l   i o n i z a t i o n   o n   t ra n s i e n t   g ro u n d i n g   e l e c t ro d e   re s i s t a n c e   i n   n o n - h o m o g e n e o u s s o i l   c o n d i t i o n s , In t e r n a t i o n a l   T r a n s a c t i o n s   o n   E l e c t r i c a l   E n e r g y   S y s t e m s .   P u b l i s h e d   o n l i n e   i n   W i l e y   O n l i n e L i b r a r y ,   2 0 1 5 . D O I:   1 0 . 1 0 0 2 / e t e p . 2 1 5 7 . [1 0 ] M . M o k h t a ri , e t   a l . , A n   Im p ro v e d   Ci rc u i t - Ba s e d   M o d e l   o f   a   G ro u n d i n g   E l e c t ro d e   b y   Co n s i d e ri n g   t h e   Cu rre n t   Ra t e o f   Ri s e   a n d   S o i l   Io n i z a t i o n   F a c t o r s , P o we r   D e l i v e r y ,   IE E E   T r a n s a c t i o n s   o n , v o l / i s s u e : 3 0 ( 1 ) ,   p p .   2 1 1 - 2 1 9 , 2 0 1 5 . [1 1 ] S . L i m , e t   a l . , Be h a v i o u r   O f   Ba c k f i l l   M a t e ri a l s   F o E l e c t ri c a l   G ro u n d i n g   S y s t e m s   U n d e H i g h   V o l t a g e Co n d i t i o n s , J o u r n a l   o f   E n g i n e e r i n g   S c i e n c e   a n d   T e c h n o l o g y , v o l / i s s u e : 1 0 ( 6 ) , p p .   8 1 1 - 8 2 6 , 2 0 1 5 . [1 2 ] H .   M . Is m a i l , E ff e c t   o f   o i l   p i p e l i n e s   e x i s t i n g   i n   a n   H V T L   c o rri d o o n t h e   e l e c t ri c - f i e l d   d i s t ri b u t i o n , P o we r D e l i v e r y ,   IE E E   T r a n s a c t i o n s   o n , v o l / i s s u e : 2 2 ( 4 ) , p p .   2 4 6 6 - 2 4 7 2 , 2 0 0 7 . Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I S S N : 2 0 8 8 - 8 7 0 8 I J E C E Vo l. 6 ,   No . 3 , J u n e 2 0 1 6 : 1 3 6 3 1 3 7 0 1 3 7 0 [1 3 ] N .   M . A b d e l - G a w a d , e t   a l . , M i t i g a t i o n   o f i n d u c e d   v o l t a g e s   a n d   A c o rro s i o n   e f f e c t s   o n   b u ri e d   g a s   p i p e l i n e   n e a t o O H T L   u n d e n o rm a l   a n d   f a u l t   c o n d i t i o n s , E l e c t r i c   P o we r   S y s t e m s   R e s e a r c h , v o l . 1 2 7 , p p .   2 9 7 - 3 0 6 , 2 0 1 5 . [1 4 ] F . D a w a l i b i a n d   R. D .   S o u t h e y , A n a l y s i s   o f   e l e c t ri c a l   i n t e r f e re n c e   f ro m   p o w e l i n e s   t o   g a s   p i p e l i n e s .   II.   P a ra m e t ri c a n a l y s i s , P o we r   D e l i v e r y ,   IE E E   T r a n s a c t i o n s   o n , v o l / i s s u e : 5 ( 1 ) , p p .   4 1 5 - 4 2 1 , 1 9 9 0 . [1 5 ] I. M e t w a l l y a n d   F .   H e i d l e r, M i t i g a t i o n   o f   t h e   p r o d u c e d   v o l t a g e s   i n   A o v e rh e a d   p o w e r l i n e s / p i p e l i n e s   p a ra l l e l i s m d u ri n g   p o w e f re q u e n c y   a n d   l i g h t n i n g   c o n d i t i o n s , E u r o p e a n   t r a n s a c t i o n s   o n   e l e c t r i c a l   p o we r , v o l / i s s u e : 1 5 ( 4 ) , p p . 3 5 1 - 3 6 9 , 2 0 0 5 . [1 6 ] I. Co t t o n , e t   a l . , Co m p a ri s o n   o f   t r a n s i e n t   a n d   p o w e f re q u e n c y - i n d u c e d   v o l t a g e s   o n   a   p i p e l i n e   p a ra l l e l   t o   a n o v e rh e a d   t ra n s m i s s i o n   l i n e , P o w e r   D e l i v e r y ,   IE E E   T r a n s a c t i o n s   o n , v o l / i s s u e : 2 2 ( 3 ) , p p .   1 7 0 6 - 1 7 1 4 , 2 0 0 7 . [1 7 ] K . K o p s i d a s   a n d   I.   Co t t o n , In d u c e d   v o l t a g e s   o n   l o n g   a e ri a l   a n d   b u r i e d   p i p e l i n e s   d u e   t o   t ra n s m i s s i o n   l i n e t ra n s i e n t s , P o we r   D e l i v e r y ,   IE E E   T r a n s a c t i o n s   o n , v o l / i s s u e : 2 3 ( 3 ) , p p .   1 5 3 5 - 1 5 4 3 , 2 0 0 8 . [1 8 ] G .   C. Ch ri s t o f o ri d i s , e t   a l . , In d u c e d   v o l t a g e s   a n d   c u rre n t s   o n   g a s   p i p e l i n e s   w i t h   i m p e r f e c t   c o a t i n g s   d u e   t o   f a u l t s   i n a   n e a rb y   t ra n s m i s s i o n   l i n e , i n P o we r   T e c h   P r o c e e d i n g s ,   2 0 0 1   IE E E   P o r t o , 2 0 0 1 . [1 9 ] G .   C h ri s t o f o ri d i s , e t   a l . , In d u c t i v e   i n t e rf e re n c e   c a l c u l a t i o n   o n   i m p e r f e c t   c o a t e d   p i p e l i n e s   d u e   t o   n e a rb y   fa u l t e d p a ra l l e l   t ra n s m i s s i o n   l i n e s , E l e c t r i c   P o we r   S y s t e m s   R e s e a r c h , v o l / i s s u e : 6 6 ( 2 ) , p p .   1 3 9 - 1 4 8 , 2 0 0 3 . B I O G RAP H I E S O F   AUT H O RS A l i I.   E l G a y a r i s a   L e c t u re a n d   t h e H e a d   o f C o n t ro l D e p a rt m e n t   a t   Co l l e g e   o f   E l e c t ri c a l   a n d E l e c t ro n i c s   T e c h n o l o g y - Be n g h a z i - L i b y a .   H e   i s c u rre n t l y   re a d i n g   f o h i s P h . D . d e g re e a t U n i v e rs i t i   T e k n o l o g i   M a l a y s i a .   H e   o b t a i n e d   h i s   Ba c h e l o r' s   d e g re e i n   E l e c t ri c a l E n g i n e e ri n g   f ro m Be n g h a z i   U n i v e rs i t y , L i b y a , i n   2 0 0 5 .   H e w a s   t h e F i e l d E n g i n e e a t   S c h l u m b e rg e f ro m   2 0 0 5   t o 2 0 0 6 ,   a n d   t h e n   m o v e d   t o   H a l l i b u rt o n a s   L o g g i n g   E n g i n e e f ro m   2 0 0 6   t o   2 0 0 9 .   H e o b a t i n e d   h i s M a s t e rs   d e g re e   i n   E l e c t ri c a l E n g i n e e ri n g f ro m   U T H M ,   M a l a y s i a , i n   2 0 1 1 . H i s   re s e a rc h   i n t e re s t s a re   h i g h   v o l t a g e , t ra n s m i s s i o n   l i n e , i n d u c e d   v o l t a g e s ,   p i p e l i n e ,   c o rr o s i o n ,   a n d   l i g h t n i n g . Z u l k u r n a i n   A b d u l - M a l e k   re c e i v e d   h i s   B. E .   i n   e l e c t ri c a l   a n d   c o m p u t e s y s t e m   f ro m   M o n a s h U n i v e rs i t y ,   M e l b o u r n e   i n   1 9 8 9 ,   M . S c . i n   e l e c t ri c a l   a n d   e l e c t ro m a g n e t i c   e n g i n e e ri n g   w i t h i n d u s t ri a l   a p p l i c a t i o n s   f ro m   U n i v e rs i t y   o f   W a l e s   Ca rd i ff ,   U n i t e d   K i n g d o m   i n   1 9 9 5   a n d s u b s e q u e n t l y   o b t a i n e d   h i s   P h . D .   i n   h i g h   v o l t a g e   e n g i n e e ri n g   f ro m   t h e   s a m e   u n i v e rs i t y   i n   1 9 9 9 . H e   h a s   b e e n   a   L e c t u re w i t h   U T M   f o 2 5   y e a rs ,   w h e re   h e   i s   c u rre n t l y   a   P ro f e s s o o f   h i g h   v o l t a g e e n g i n e e ri n g   i n   t h e   F a c u l t y   o f   E l e c t ri c a l   E n g i n e e ri n g .   H i s   re s e a r c h   i n t e re s t s   i n c l u d e   h i g h   v o l t a g e i n s t ru m e n t a t i o n ,   l i g h t n i n g   p ro t e c t i o n ,   d e t e c t i o n   a n d   w a rn i n g   s y s t e m s ,   p a rt i a l   d i s c h a rg e s , n a n o d i e l e c t ri c s ,   a n d   c o n d i t i o n   m o n i t o ri n g   o f   p o w e e q u i p m e n t .   H e   i s   c u rre n t l y   t h e   D i re c t o o f In s t i t u t e   o f   H i g h   V o l t a g e   a n d   H i g h   Cu rre n t ,   U n i v e rs i t i   T e k n o l o g i   M a l a y s i a .   H e   h a s   p u b l i s h e d t w o   b o o k s ,   a n d   h a s   a u t h o re d   a n d   c o - a u t h o re d   o v e 2 0 0   p a p e rs   i n   v a ri o u s   t e c h n i c a l   j o u r n a l s   a n d c o n f e re n c e   p ro c e e d i n g s .   A b d u l - M a l e k   i s   a c t i v e l y   i n v o l v e d   i n   m a n y   c o m m i t t e e s   i n c l u d i n g   IE C T 4 2   M a i n t e n a n c e   T e a m   0 3   a n d   T a s k   F o rc e   f o H i g h   V o l t a g e   E q u i p m e n t ,   Co m m i t t e e   o f T e s t i n g   L a b o ra t o ri e s .   H e   i s   t h e Ch a i rm a n   o f   M a l a y s i a n   W o rk i n g   G ro u p   o n   H i g h - V o l t a g e   T e s t T e c h n i q u e s   a n d   M y H V n e t .   H e   i s   a l s o   a   m e m b e o f   M a l a y s i a   IE CE E   Ce rt i f i c a t i o n   Bo d y M a n a g e m e n t   Co m m i t t e e ,   M a l a y s i a   T e c h n i c a l   Co m m i t t e e   o n   H i g h   V o l t a g e   P o w e T ra n s m i s s i o n , a n d   M a l a y s i a   D e p a rt m e n t   o f   S t a n d a rd s   IE 1 7 0 2 5   T e c h n i c a l   A s s e s s o rs .   H e   i s   a   m e m b e o f   IE E E ( P E S   &   D E IS )   a n d   CIG RE . Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.