接地模块冲击特性的试验研究

介绍了非金属接地模块的组成及降阻原理,通过冲击电流试验平台,在不同土壤电阻率下分别对不同大小、不同形状、不同材料的接地体进行冲击电流试验。分析试验数据结果表明,施加不同冲击电流时,相同散流面积下圆柱形接地模块的散流效果比长方体形的散流效果好,冲击电流越大效果越明显;随着接地模块体积和散流面积的增加,降阻效果的增加呈饱和趋势;接地模块的降阻率不随土壤电阻率的改变而改变,土壤电阻率越高,接地模块的降阻效果越好;石墨型接地模块的降阻效果堪比传统金属接地体,石墨部分降阻效果非常明显,为工程应用提供参考。     

接地模块对地网接地电阻的影响

介绍了非金属接地模块的组成以及降阻原理,利用接地网仿真计算模型,分析了接地模块的安装位置,接地模块个数,接地网面积以及土壤电阻率等条件发生变化时接地电阻的变化规律。地网散流时,在地网边角上的电流最大,接地模块最佳的安装位置是地网的边角;相同的接地模块对不同面积地网的降阻效果是不同的,地网越小,降阻效果越好;接地模块之间会产生屏蔽现象,影响降阻效果;土壤电阻率越高,接地模块的降阻效果越明显;在不同土壤电阻率的情况下,使用接地模块而产生的地网接地电阻下降率是相同的。     

考虑土壤火花击穿特性的针刺式接地装置降阻研究

杆塔接地电阻超标大大增加输电线路雷害风险，进行基于冲击降阻效果的接地装置优化设计很有必要。研究发现在接地极上加装针刺短导体能够改善接地装置冲击特性，基于电磁场麦克斯韦微分方程建立了考虑土壤火花击穿特性的接地装置冲击特性有限元模型，然后分析了在水平接地极上添加针刺的降阻机制，最后基于有限元模型仿真研究针刺长度、数量和加装方式对冲击接地电阻的影响规律。结果发现，针刺长度和数量增加都能够降低冲击接地电阻，随针刺数量增多单根针刺降阻效率逐渐下降，添加单根针刺时采用单边竖直加装方式具有最好的降阻效果，受针刺导体间的屏蔽效应影响，针刺数量较多时水平单边和竖直单边相间排列加装的方式降低电阻值更多，所得结论可以为针刺在水平接地极上的布置方式提供参考。     

接地网形式对近水源区杆塔接地网外延降阻影响

为研究雷击电力杆塔时杆塔接地网降低接地电阻的效果，建立近水源平原和山区的单桩塔接地网和四桩塔接地网模型，计算不同土壤电阻率、电流频率下接地网形式对近水源区杆塔接地电阻的影响，并对比分析平原和山区地势条件下杆塔接地网形式的最优方案。仿真结果表明：接地网的接地电阻随着土壤电阻率和电流频率增大而升高。对于近水源的平原地区，单桩塔“米”字型接地网在单桩塔中降阻效果最显著，以单边外延接地网为比较基准，在工频和高频条件下的平均降阻效率分别为64.49%和76.15%;四桩塔方框带射线和垂直接地极型接地网在四桩塔中降阻效果最显著，以方框型接地网为比较基准，平均降阻效率在工频和高频条件下分别为56.99%和44.68%。对于近水源的山坡地区，单桩塔“米”字型接地网降阻效果在单桩塔中最显著，以单边外延为比较基准，在工频和高频条件下的平均降阻效率分别为48.11%和55.93%。四桩塔方框带射线型接地网、方框带射线和垂直接地极型接地网、方框射线末端带垂直接地极型接地网降阻效果差距不明显，以方框型接地网为比较基准，在工频条件下和高频条件下平均降阻效率分别为64%左右和71%左右。     

有限面积下的独立接地系统防雷优化设计

针对科研生产厂区独立接地系统难以长期有效降阻的问题，基于有限元理论建立了建筑独立接地系统的雷击暂态接地模型，基于该模型探究了有限面积下建筑独立接地装置的防雷降阻优化方法。研究结果显示，对于有限面积下安装的独立接地系统，采用接地网加装接地模块以及双地网加装垂直接地极的方式均有良好的降阻效果。在考虑造价经济性的前提下，使用双地网配合垂直接地极、且垂直接地极间距为10 m～20 m时有更好的降阻效果。研究结果对有限面积下建筑物独立接地系统的设计与优化具有一定的参考意义。     

输电线路杆塔接地极冲击接地电阻特性分析

为研究雷电流流经输电线路杆塔接地极的冲击特性,运用CDEGS软件仿真分析杆塔接地极在冲击电流作用下的冲击特性。分析水平接地极及四种改进接地极的冲击特性,探讨不同接地极尺寸以及不同土壤电阻率对冲击接地电阻的影响规律。得到接地极长度及半径对水平接地极冲击接地电阻的影响规律,接地极冲击接地电阻随水平接地极长度的增加而降低,但逐渐趋于稳定;同时获得垂直接地极对四种改进接地极的冲击接地电阻特性,为实际工程中采用合适的方法降低杆塔冲击接地电阻提供了参考。     

新型高效降阻接地模块的研究与应用

发电厂、变电站接地网普遍大量使用普通碳钢或镀锌钢作为接地材料,这就造成了两大问题:接地体腐蚀严重和接地体电阻太大。为解决这两大问题,工程上采取了一些方法,如在降阻材料中添加降阻剂,利用电解地极法、导电水泥、导电涂料、铜接地体和接地模块等方法,但是这些方法都存在一定的局限性。笔者提出了一种以石墨为基础材料的新型实用高效降阻接地模块,从接地电阻计算理论出发,综合高效降阻接地模块成本和试验数据,对最初的8个材料配比方案进行各方面的论证,并实际制成4种形状的新型实用高效接地模块,以满足不同条件的使用要求。给出了不同土壤电阻率及接地电阻要求的高效降阻接地模块的使用量及其连接组合方法。最后以某地区供电局使用该高效降阻接地模块对接地网进行改造的实用效果,证明该高效降阻接地模块可以很好地解决这两大问题。     

HM-JD-L28型新型石墨复合接地体与常规降阻方式降阻效果的对比分析

输电线路杆塔接地对电力系统的安全稳定运行至关重要,降低杆塔接地电阻是提高线路耐雷水平,减少线路雷击跳闸率的主要措施。介绍了HM-JD-L28型新型石墨复合接地体的性能特点并将其与常规降阻方式如:接地模块、降阻剂、增加射线长度等在不同情况下的降阻效果进行了分析对比,对如何使用接地模块、降阻剂提出了意见:不推荐在土壤电阻率低于500Ωm的地区使用接地模块及降阻剂,降阻效果不明显。     

杆塔地网接地电阻冲击特性的研究

改善输电线路杆塔接地装置的冲击特性、降低冲击接地电阻是减少输电线路雷击事故,提高供电可靠性的有效方法。通过对模拟试验中最优化的电极进行冲击大电流试验,得出冲击系数α的大小与冲击电流幅值、电极形状和布置形式有关,不是一个定值;接地体在防雷保护中作用的大小主要取决于冲击接地阻抗和过渡过程的特征,而不是工频接地电阻。     

冲击电流作用下杆塔接地体的散流分布及降阻措施研究

采用模拟试验的方法得到了水平射线的电流分布,包括不同电阻率土壤中的纵向传导电流及相应各段接地导体的横向流散电流,结果显示杆塔接地体水平射线上的横向流散电流呈现出"两端大、中部小"的分布特点,具有明显的端部效应。基于这一分布规律,提出分支呈120°的三段式结构的水平射线改型方案,模拟试验证实这一结构改型最大可使方框接地体的冲击接地电阻降低22%,降阻效果显著。