接地电阻和土壤电阻率及隐蔽泄流地网测量的输电杆塔防雷技术

针对传统技术对输电杆塔的防雷诊断只是以测量接地电阻为基础,这种测量方法测量误差大。根据规程要求,提出了一种基于接地电阻和土壤电阻率及隐蔽泄流地网测量的输电杆塔防雷技术。文中接地电阻测量主要基于直线三极法测量,土壤电阻率测量则基于四极法测量,隐蔽泄流地网测量主要通过测量输电杆塔与地网隐蔽导通时两端电流的方式监测。关于接触电阻以及土壤电阻率,通过季节系数修正方式提高准确度。实践表明：基于接地电阻和土壤电阻率及其隐蔽泄流地网测量技术能够精确测量,利于输电杆塔选择合适的防雷技术。     

富春江电厂微波站接地网改造分析

富春江电厂微波站建立在电厂左侧山顶上,每年遭受多次强雷击。本文分析了微波站地网接地电阻升高的原因,提出采用联合接地网改造方案,对降低土壤电阻率的方法以及接地环网、接地深井的敷设进行分析研究。同时,对接地体的埋设、焊接等施工工艺提出了新的要求。微波站地网通过改造后降低了地网接地电阻,改善了地网抗雷电冲击能力,在降阻及均压方面取得了显著的效果。     

水下地网在山区高土壤电阻率地区变电站接地网改造中的应用

针对山区变电站易受雷击,而山区的土壤电阻率偏高,变电站接地网的接地电阻难以降低,提出了在山区高土壤电阻率地区的变电站接地网改造中利用附近湖泊设置水下地网,通过仿真计算分析了几种具体的实施方案,并选择一个方案在桌高山变电站实施了接地网改造,改造后的实测结果表明该方案正确、有效,可供借鉴.     

接地电阻测量与三维地网

许多发、变电站建在山区或者周边环境比较恶劣,所处位置的土壤电阻率比较大,即便是建在城市中的发、变电站也要受到占地面积的限制。因此如何在这些高土壤电阻率、扩张裕度有限的地区,使发、变电站地网满足设计规范标准,以确保人身及设备的安全,则是人们所关心的问题。首先需要准确测量接地电阻的大小,测量接地电阻的方法很多,通过分析接地电阻测量的基本原理,探讨理想接地球体状况下的三极直线法（0．618法）和三极三角形法（30°夹角法）,对类似接地工程的设计、施工及测量具有一定的参考价值和借鉴作用。实践表明：增设垂直接地体,采用三维立体接地网（文中简称三维地网）新技术,对于降低接地网接地电阻、减小接触电压和跨步电压是一项行之有效的措施。     

铜包钢绞线在工程接地中的应用探讨

为有效的解决铜包钢绞线在实际工程接地中的应用问题,建立实心圆柱及空心圆柱导体的并联模型并推导其阻抗表达式,有针对性地研究计算铜包钢导体在工频下的自阻抗参数,并得到其等效电阻率及磁导率。通过热稳定校验得到不同材料作为接地导体的最小截面积,并选取合适的导体尺寸,利用国际通用软件CDEGS进行大型地网的接地计算。通过对计算结果的分析,验证了该方法的合理性,并发现铜包钢地网的接地参数更接近铜地网的参数。对某一工程算例,计算比较了铜、铜包钢、钢三种导体接地网的接地参数,得出铜包钢作为接地网材料具有优良的接地性能、较大的经济优势等结论。     

基于CDEGS软件设计的下水库接地网改造

本文利用CDEGS软件,对天荒坪抽水蓄能电站水库区域的土壤及岩石等地质参数进行分析和拟合,并构建土壤的分层模型;然后通过对地网的网格大小、导体的疏密程度、接地网的面积、水平接地体的长度等因素进行经济比较和优化分析,设计出了符合安全标准的水下接地网。结果表明:水下接地网的设计满足设计要求,达到了改善接地网参数性能的目标。     

双层土壤台阶型特高压杆塔基础接地参数的计算与分析

台阶型特高压杆塔基础结构复杂,包含多个块状介质,在水平分层土壤条件下,以往简化模型计算台阶型杆塔基础的接地参数存在缺陷,从而对特高压杆塔基础的接地设计造成不利影响。为此,依据电磁场基本原理,计及土壤水平分层结构和杆塔基础混凝土,采用边界元法对静电场积分方程进行离散,并基于C++编程进行数值求解,以典型台阶型特高压杆塔基础的接地模型为例,计算得到均匀土壤中该接地模型的接地电阻,并与其他计算方法得到的结果进行比较,验证了该方法的有效性和正确性。另外通过计算水平双层土壤接地模型的接地参数,分析了土壤条件、基础尺寸对杆塔基础接地的影响。结果表明,当上层土壤厚度较浅时,降低下层土壤电阻率对减小杆塔基础接地电阻效果明显,准确估计下层土壤电阻率对接地计算有重要影响,增大基础尺寸可降低接地电阻。     

坡面分层土壤模型下地网接地 电阻测量方法研究

一般水电站所建山区地形复杂,土壤分层近似坡面分层,此时采用传统三极补偿法测量地网接地电阻会出现较大误差。运用CDEGS软件建立坡面分层的土壤模型,并通过仿真分析研究测量引线铺设方向对该模型下地网接地电阻测量值的影响,并将所得测量引线最佳铺设方案运用到某实际水电站地网接地电阻测量中,验证了其具有一定的普适性。研究结果表明,坡面分层土壤模型下,若采用30°夹角法测量地网接地电阻,应使两条测量引线夹角的角平分线与土壤地表分界线平行布置,且电压极靠近地表分界线时接地电阻测量值误差最小     

基于CDEGS的铁路接地网优化设计研究

针对当前铁路电力变电站接地网设计采用传统经验法存在的缺陷而导致地网危险过电压的产生、资源浪费等问题,提出基于CDEGS软件优化设计思路,给出了相应的改进措施,并通过实例仿真分析比较优选最佳设计方案.结果表明,采用CDEGS对土壤、地网精确建模、仿真,可有助于有效获得安全经济的地网设计方案,该方法可供借鉴.     

水平接地体的雷电冲击特性研究

为研究雷电流经水平接地体时的冲击特性,采用电磁暂态计算程序(ATP-EMTP)仿真法对水平接地体在脉冲电流下的冲击特性进行分析,得出接地体的几何尺寸和土壤电阻率对冲击接地特性的影响。探讨了冲击电流和接地体电位达到峰值的时间差与接地体尺寸、土壤电阻率的关系。仿真结果表明:冲击接地电阻的大小随接地体尺寸的增加而减小,趋势渐缓,直至稳定;冲击接地电阻大小与土壤电阻率成正比。     

湖泊岸边红壤土渗流对杆塔接地电阻的影响

为研究湖泊水分渗透对红壤土区的杆塔接地装置电阻的影响,采用有限元法结合试验研究了红壤土电阻率与饱和度的关系及水分渗透过程,在CDEGS中构建接地装置模型,提出水分影响系数的概念,计算渗透存在对湖泊周边杆塔接地装置接地电阻的影响。结果表明,红壤土电阻率对水分十分敏感,渗透会改变土壤饱和度的分布,引起土壤电阻率降低,使接地电阻下降;离湖泊越远,杆塔接地电阻越大,水分影响系数越大,水分影响系数呈缓慢-迅速-缓慢的上升趋势。     

典型地区土壤电阻率的时空特性研究

土壤电阻率是接地工程设计及其腐蚀状态评价不可或缺的参数。通过测量分析全国150个典型土壤地区土壤电阻率,基于Kriging方法推算出未测量区域的土壤电阻率,绘制了全国各种地质地貌条件下春季土壤电阻率分布图及夏、秋、冬季土壤电阻率季节变化系数分布图,并分析了土壤电阻率的时空特性及其原因。结果表明,从季节上看,全国大部分地区土壤电阻率在夏季最小,冬季最大,而乌鲁木齐等地在春季最小,夏季最大;从区域划分上看,西北地区等土壤电阻率偏高,且季节变化明显,华中、华东大部地区土壤电阻率较低,季节性变化不明显。该研究结果能为接地工程设计、丰富电力大数据等提供数据支撑和理论参考。     

输电线路杆塔辅助接地网降阻效率及影响因素研究

输电线路杆塔接地网能够有效降低接地网接地阻抗,保证雷击电流安全地流入大地,实际杆塔施工过程中存在地形受限、盲目施工、降阻效率低等问题。对此,采用防雷接地领域中的CDEGS软件建立双边、单边、方框、垂直4种辅助接地网形式,通过改变外延长度、电流频率、土壤电阻率及土壤结构等因素分析比较4种辅助接地网的散流特性和降阻效率,进而研究降阻效率的影响因素。计算结果表明,杆塔辅助接地网的降阻效率与外延引线长度及辅助接地网终端形式关系密切,并随不同频率电流作用呈现不同的变化趋势,土质及地形条件对辅助地网散流特性有影响。该结论可为复杂地形下输电线路设计与施工、杆塔接地改造提供参考。     

基于回路阻抗测试的输电线路防范误操作方法

针对输电线路带地刀或临时接地线合闸误操作问题,提出了一种基于线路对地回路阻抗测试结果判定线路对地状态,从而避免误操作的方法。通过理论分析和数值计算,明确了线路末端有无接地点时回路阻抗的差异。基于仿真模型,计算了线路有无接地条件下的回路阻抗,并比较分析了信号源频率、长线路换位、杆塔接地电阻、土壤电阻率对回路阻抗检测结果的影响,最终提出了线路送电条件判据。在某110kV输电线路上,针对单相接地、三相接地、相间短路的回路阻抗进行了实测。实测结果与仿真计算结果吻合,验证了所提方法的可行性。     

大峡水电站接地系统设计

大峡水电站接地系统设计是根据电站地理位置、系统中的作用，以及实测的岩石、黄土、水的电阻率，对电站可利用的自然接地体电阻进行计算，依照设计规程对电站接地系统进行设计分析，设计所选用的接地系统满足接地标准及规程要求，能保证人身和设备的安全，保证电站长期安全运行。     

Analysis and suppression measures of lightning transient overvoltage in the signal cable of wind turbines

Lightning strikes are a major threat to the secure operation of wind turbines. When lightning strikes a wind turbine, the lightning current flows through the blade and the tower and then the induced overvoltage will damage sensors and signal cables. In this study, a comprehensive transient surge impedance model of a wind turbine was built to analyze the causes of the overvoltage in the signal cable. The model that studies the overvoltage caused by both capacitive coupling and electromagnetic induction included the blade, nacelle, tower, signal cable, power cable, and grounding system using π networks. The influences of the cable shielding layer, soil resistivity, and lightning current waveform on the overvoltage were also analyzed. Then, 2 overvoltage suppression measures, ie, grounding at 2 ends of the outer shielding layer and installation of a surge protective device, were tested. Results show that a signal cable with double shielding layers reduced the overvoltage in the signal cable, and higher soil resistivity resulted in increased voltage on the tower base. In addition, the peak and the front time of the lightning current significantly influenced the overvoltage on the tower and the cable. The effectiveness of the 2 suppression measures was also verified. The calculation results will provide guidance for a reasonable lightning protection design.