Το θέμα της παρούσας διπλωματικής είναι η μελέτη των βηματικών τάσεων σε ένα σύστημα γείωσης, με το ισοδύναμο ανθρώπινο κύκλωμα, μέσω της εξομοίωσής του με το λογισμικό EMTP-ATP, έχοντας συμπεριλάβει στους υπολογισμούς και το φαινόμενο του ιονισμού. Αρχικά, στα δύο πρώτα κεφάλαιο δίνονται ορισμοί και βασικές έννοιες για τις γειώσεις, τις μεθόδους γείωσης που υπάρχουν καθώς και για την επίδραση του ηλεκτρικού ρεύματος στον ανθρώπινο οργανισμό και την ηλεκτροπληξία. Έπειτα, στο τρίτο κεφάλαιο περιγράφεται αναλυτικά το φαινόμενο του ιονισμού και η προσέγγιση του μέσα από τα αντίστοιχα μοντέλα που έχουν αναπτυχθεί και των κριτηρίων υπολογισμού ακτίνας του ηλεκτροδίου του αγωγού γείωσης σε σχέση με το πεδίο ιονισμού του εδάφους E0. Στο τέταρτο κεφάλαιο γίνεται εκτενής ανάλυση των μοντέλων των συστημάτων γείωσης που έχουν αναπτυχθεί, παραθέτοντας και αυτά που χρησιμοποιούνταν κατά το παρελθόν, αλλά και τα επικρατέστερα σύγχρονα. Τέλος , επιλέγοντας το μοντέλο της εξομοίωσης, χρησιμοποιώντας το λογισμικό EMTP-ATP, γίνεται σύγκριση των αποτελεσμάτων των βηματικών τάσεων με θεωρητικές επιτρεπτές βηματικές τάσεις και παρατίθενται τα συμπεράσματα και οι επιπτώσεις που έχουν τα αποτελέσματα στον άνθρωπο. Ακολουθεί μια σύντομη περιγραφή των κεφαλαίων Στο Κεφάλαιο 1 αναφέρεται η έννοια και ο ρόλος της γείωσης, καθώς και σε διάφορα είδη γειωτών και υπολογισμό των παραμέτρων τους. Στο Κεφάλαιο 2 δίνονται οι ορισμοί των βηματικών τάσεων και τάσεων επαφής και αναλύονται οι διάφορες επιπτώσεις του ηλεκτρικού ρεύματος στον ανθρώπινο οργανισμό. Στο Κεφάλαιο 3 παρουσιάζεται το φαινόμενο του ιονισμού του εδάφους, οι μηχανισμοί διάσπασης του και τα διάφορα μοντέλα που προτείνονται για την περιγραφή του. Στο Κεφάλαιο 4 παρατίθεται μια ανασκόπηση των διάφορων μοντέλων εξομοίωσης ενός συστήματος γείωσης. Στο Κεφάλαιο 5 γίνεται αρχικά η επιλογή του μοντέλου προσομοίωσης, παρουσιάζονται τα αποτελέσματα και συγκρινόμενα με θεωρητικές και πρακτικές τιμές στο τέλος παρουσιάζονται και τα συμπεράσματα. / The subject of the present diploma thesis is the study of step voltages in a grounding system, with the aid of a human equivalent circuit, by means of simulation using the EMTP-ATP software, considering in the calculations the phenomenon of soil ionization. In the two first chapters basic terms and concepts are defined regarding grounding systems, available grounding methods and the effects of electrical current and electrocution on the human body. In the third chapter the ionization phenomenon is analytically described and its approach through the corresponding models, which have been developed and the criteria for the calculation of the radius of the grounding conductor in accordance to the soil ionization field Eo. In chapter four there is an extended analysis of grounding systems models which have been developed, quoting those which have been used in the past but also the most dominate modern models. Finally, choosing a simulation model by utilizing EMTP-ATP software, there is a comparison of the results regarding step voltages and considering the allowable theoretical step voltage thresholds and introducing the conclusions and the effects on the human body. A brief description of the thesis chapters: Chapter 1: The concept and the role of grounding are presented, also including the different grounding systems and their parameter calculations. Chapter 2: The definitions of step voltages and contact voltages are presented while the effects of electric current on the human body are analyzed. Chapter 3: The soil ionization phenomenon is presented, including soil rupture mechanisms and the various models which are proposed to describe the phenomenon. Chapter 4: A review of the various simulation models of grounding systems is presented. Chapter 5: Initially a simulation model choice is described. The calculated results are presented and are compared with theoretical and experimental values. Finally conclusions are presented.

Οι πύργοι ελέγχου αεροδρομίων αποτελούν βασικό συστατικό για την ομαλή και συνεχή εξυπηρέτηση των πτήσεων πολιτικών και στρατιωτικών αεροσκαφών. Βρίσκονται εγκατεστημένοι σε κάθε αεροδρόμιο και αποτελούν το υψηλότερο κτίριο στο περιβάλλοντα χώρο, πράγμα που δικαιολογεί και τον μεγάλο αριθμό κεραυνικών πληγμάτων που μπορούν να δεχτούν. Σκοπός αυτής της διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη ενός συστήματος αντικεραυνικής προστασίας που βρίσκεται εγκατεστημένο σε έναν πύργο ελέγχου αεροδρομίου. Η απόδοση του συστήματος αντικεραυνικής προστασίας διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στην αποτελεσματική λειτουργία του πύργου ελέγχου και στη γενικότερη αποτελεσματική λειτουργία του αερολιμένα. Με τη χρήση του προγράμματος εξομοίωσης αναλογικών και ψηφιακών κυκλωμάτων Orcad-Pspice, προσομοιώνεται το σύστημα αντικεραυνικής προστασίας, με βάση τον πύργο ελέγχου που του διεθνούς αερολιμένα Ελ. Βενιζέλος, μετράται το δυναμικό στη βάση του πύργου ελέγχου και τα ρεύματα στους αγωγούς καθόδου, όταν κεραυνός πλήττει το σύστημα συλλεκτήριων αγωγών. / The airport traffic control towers are a key component for the smooth and continuous service flights for both political and military aircraft. They are located at each airport and are the highest building in the surroundings, which justifies the number of lightning strikes that accepts. The purpose of this thesis is the study of a lightning protection system which is installed in an airport control tower. The efficiency of the lightning protection system constitute an important role in the effective operation of the control tower and the overall efficient operation of the airport. Using the analog and digital circuits simulation program Orcad-Pspice, the lightning protection system simulated , based on the control tower to the International airport Eleftherios Venizelos , the measured potential at the base of the control tower and the currents in the downconductors , when lightning strikes the collectors system