青藏铁路冻土地区接地方式研究

青藏铁路沿线多年冻土地区普遍呈现出较高的土壤电阻率,非常容易造成雷击事故.根据格拉段多年冻土地区的特征,提出在铁路沿线变电站采用立体接地网,降低接地电阻和地表电压.采用接地设计软件CDEGS对变电站立体接地网的面积、垂直接地体及季节变化的影响进行了分析,结果表明,在冻土地区选择合适的立体地网参数能够达到降低接地电阻和地表电压的效果,立体接地网的水平面积可选100～150 m2,垂直接地体布置在水平接地网边缘,尽可能等间距分布.季节性冻土的垂直接地体长度可选为15 m,根数选10～15;对于不太厚的多年冻土,垂直接地体长度可取30 m,根数选15～20.冻土中立体接地网可减小季节因素的变化对接地电阻的影响.     

青藏铁路建设中的冻土工程问题及其应对措施

介绍青藏铁路格拉段沿线多年冻土的基本特征,评价多年冻土地区的不良工程现象及其危害性,阐述青藏铁路穿越多年冻土区所遵循的指导思想以及所采取的主要工程措施,提出在新的条件下针对多年冻土地区路基工程进行综合保护措施的观点和对多年冻土地区铁路进行终生监测的建议。     

立体接地网用于青藏铁路格拉段变电站的实例分析

青藏铁路格拉段地处多年冻土地区,土壤结构较为复杂,土壤电阻率较平原地区明显偏高,传统的水平地网难以满足接地系统的要求.采用Wenner四极法测量了格拉段土壤电阻率,利用CDEGS软件进行计算得到与测量曲线吻合得较好的土壤分层结果,与实际测量值之间误差为6.8%.依据土壤分层的结果,设计立体接地网.采用数值计算方法,与水平接地网对比分析,结果表明,采用立体接地网(相对水平接地网)接触电压、跨步电压及地表电压下降了25%～50%,可以满足电站设备的安全要求.辅助采用物理降阻剂可以达到人身安全的要求.     

季节因素对青藏铁路格拉段变电站立体接地网的影响

青藏铁路格拉段经过青藏高原高土壤电阻率的冻土地区,由于季节因素的影响,表层土壤厚度以及土壤电阻率都会呈现一定的变化,从而导致地网的接地电阻、接触电压和跨步电压的改变.分析了季节因素对地网安全性能的影响,认为随着表层土壤的厚度或是电阻率的增大,地网接地电阻、地表接触电压以及跨步电压呈增长趋势.表层土壤厚度小于垂直接地体埋深时,地网接地电阻、地表接触电压和跨步电压几乎保持不变;当表层土壤厚度超过垂直接地体埋深时,将导致地网安全性能的大幅度下降.在高土壤电阻率地区,最好将地网的垂直接地体打入冻土层之下.试验结果表明,土壤厚度在5m～10m变化时,垂直接地体的长度至少在30m以上,才能确保接地系统的安全.     

风电场接地系统雷电冲击特性的研究

良好的接地系统对于风电机组的正常运行至关重要。基于风机接地圆环的不等电位模型研究雷电流波头时间与入地点、雷电流幅值、土壤击穿场强、土壤电阻率等因素对风电机组接地系统雷电冲击特性的影响规律以及多年冻土地区通过对接地网敷设垂直接地极的散流效果。结果表明:雷电流经风机接地圆环中心注入时具有更好的散流效果,雷电流波头时间越短,接地导体的电感效应越强烈,风机冲击接地电阻越大;随着雷电流幅值的增加,土壤的火花效应得以加强,风机接地圆环面积越小,冲击接地电阻降低越明显;土壤临界击穿场强越小,接地网附近土壤越容易发生火花效应,风机冲击接地电阻越小;风机接地网存在有效的散流半径,当接地网半径超过15 m时,散流效果不再明显增强;随着土壤电阻率的增加,风机接地圆环面积较小时的散流效果有限,冲击接地电阻几乎呈线性增长,而风机大面积接地圆环的冲击接地电阻增长有限,很快趋于饱和;对于存在多年冻土现象的地区,垂直接地极的散流效果较好,垂直接地极的布置不应过于密集,以减小导体之间的屏蔽效应。     

多年冻土区片石通风路堤施工方法的探讨

青藏铁路格拉段有近一半通过多年冻土区,其中部分路基在设计中采用片石通风路堤,文章结合现场实践,对多年冻土区片石通风路堤的施工方法进行总结,目的在于积累和探讨多年冻土区路基中片石通风路堤的施工经验。     

新型长寿命复合接地系统研究及应用

以依托国家电网公司科技项目——新型长寿命多针式垂直接地技术研究及实现为背景,基于材料团簇理论及爆炸复合技术,研制出一种新型复合接地材料,设计了一套新型复合接地系统,兼备快速放电、高效泄流、强耐腐蚀及长寿命特性,成功应用于张庄110 kV变电站接地系统。经验证,新型复合接地系统极大降低了接地电阻,满足国家标准及规范,解决了接地系统高效、安全、小型化的工程难题,为变电站或发电厂的接地技术研究提供借鉴。     

电解地极在变电站接地网中的应用实例

在变电站的设计中要求接地电阻符合一定的参数要求，但由于变电站所在地理条件限制，使得接地电阻很难达到标准的要求，本文以一个变电站工程为例。阐述了电解地极在变电站接地网中的应用情况。     

宁波110kV裘村变电所接地改造分析

针对宁波110 kV裘村变电所原接地网设计不合理、接地电阻超标并经多次改造仍无法达到设计要求等问题进行了分析;根据变电所的周边地形、现场土壤电阻率等因素的调查和测试,结合规程和实际条件,提出了在河中做水平外引以降低接地电阻的方案。计算分析结果表明,该方案降阻效果明显,能将接地电阻降至目标值以下。认为接地系统设计时应合理地利用变电所周边现有的地理条件,因地制宜,采取经济、合理、可靠的措施来有效降低接地电阻。     

双层高土壤电阻率地区发变电站接地网的分析

高土壤电阻率地区存在土壤垂直分层现象.为了均匀地表的电位分布,应进一步降低接触电压和跨步电压.采用接地设计软件CDEGS分析了发、变电站接地网不等间距布置方式压缩比的选取对接地电阻.接触、跨步电压的影响.讨论了不等间距接地网导体根数的选取原则.分析了青海某高土壤电阻率地区变电站接地网不同布置形式对接地网接地电阻、短路电流、接触电压以及地表电位的影响.分析表明.最优压缩比与上层土壤厚度、反射系数和接地网边长有关:在设计接地网时.只需考虑接触电压的最大值就能够达到安全要求;对于100 m×100m的接地网.其导体根数不少于10根.可保证导体上的泄漏电流密度更均匀,并显著地减小接地网接地电阻及地表电位.达到了对接地网的安全要求.     

多年冻土物理特性的试验研究

青藏铁路的大部分区域由多年冻土组成,冻土顶层或活动层特别容易受季节冻融的影响。针对冻土段路基结构的设计要求必须对多年冻土物理力学性质、强度和变形等特征进行深入的了解。为此,进行了包括颗粒分析试验、土粒比重试验、击实试验、压缩试验、三轴压缩试验等在内的多种室内土工实验。     

冻土通风管路基的温度场分析与设计原则探讨

通风管冷却系统是一种普遍应用的防止冻土退化的工程处理措施。针对青藏铁路高温冻土路段通风管设计与施工中的基本问题 ,通过系统数值仿真试验结果 ,考虑了通风管管间距 ,通风管管径以及通风管埋设高度等因素对冻土路基温度场的影响 ,分析了通风路基在各种因素影响下的冷却效果 ,再考虑到通风管的变形与强度以及冻土路基的稳定性要求 ,提出了通风管路基的设计原则     

影响双层土壤中垂直接地极性能的研究

在土壤电阻率较高、占地面积较小的变电站,仅靠水平接地网,接地电阻往往不能满足国家有关规定的要求,需要采取降阻措施。在变电站双层土壤结构中,采用接地设计软件CDEGS分析了上层土壤电阻率、反射系数、上层土壤厚度及垂直接地极长度变化对降阻率的影响。结果表明,上层土壤电阻率不同,对降阻率的影响较小;降阻率随反射系数增大而减少;垂直接地极长度小于上层土壤厚度时,反射系数对降阻率的影响非常小;随垂直接地极长度的增加,降阻率逐渐增大,但增大到一定长度后趋向饱和。反射系数为负时,穿入下层土壤的垂直接地极能有效地降低接地电阻。     

特殊场合接地施工探讨

基于高阻率土壤接地电阻的不足之处,提出了采取增大接地面积、更换接地材料、土壤化学处理等方法来增强接地效果,详细介绍了腐蚀性土壤接地施工阴极保护的方案,并对移动设备接地如何进行接地进行了论述,指出接地装置应与钢管桩连接,从而使接地效果更好。     

青藏直流输电工程粗粒冻土地基温度监测与分析

为分析青藏直流输电线路工程冻土地基的冻结情况及其对基础安全稳定性的影响,在青藏高原五道梁地区对装配式原型基础冻土地基进行1个冻融过程的地温监测,结合该地区气温资料,分析粗粒冻土地温随时间变化特点和沿深度分布情况。监测结果显示：地温呈周期性波动,振幅随深度增加而减小,原状和回填冻土地基上部均存在冻融状态交替的冻融活动层;监测期内基础底部冻土处于冻结状态,基础安全稳定;原状和回填冻土最大融化深度分别为3.0和3.2 m,通过建立地温估算公式,并利用地温变化幅值、均值等结果,得到原状多年冻土上限为3.1 m,与工程勘测和监测结果一致;建立冬季时高孔隙率回填冻土地基传热方程,分析地基传热性能和与孔隙率直接相关的地基中空气自然对流速度对地基回冻的影响。研究表明：冻土回填扰动加剧地温波动的振幅和增大冻土融化深度,但影响程度和范围有限;输电线路冻土装配式基础冬季施工,在冻融活动层深度内保持地基适当孔隙率,既可在冬季加速地基回冻,又可利用土体自然固结和融沉,提高压实度,从而在暖季减弱热量向地基深部扩散,有利于地基保持冻结。     

三层土壤中接地棒接地电阻的解析计算公式

基于等值土壤电阻率的概念,导出了三层土壤中接地棒接地电阻解析计算公式.基本方法是把三层土壤中接地棒电阻的问题简化为二层土壤中接地棒接地电阻的计算.验证计算结果表明:解析公式与计算机数值算法结果比较,计算误差小,有实用价值.     

不均匀土壤中特高压杆塔接地电阻的简化计算

为了简化计算双层土壤结构中特高压输电线路杆塔接地电阻,提出了将双层土壤结构等效为均匀土壤结构的计算方法。采用CDEGS软件仿真不同反射系数、不同上层土壤的厚度、不同垂直接地体长度的数据计算等值土壤电阻率,通过非线性拟合,得到等值土壤电阻率的计算公式,从而计算特高压杆塔单塔基接地电阻。还通过数据拟合得到利用系数的计算公式,从而计算四塔基的接地电阻。最后对拟合公式计算的接地电阻与CDEGS软件仿真计算的接地电阻进行了比较分析,其结果表明,简化公式有较高的精度,可为工程设计提供参考。     

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。     

多年冻土中隧道泄水洞热动态分析

推导出通过多年冻土段不发生冻结泄水洞长度的计算公式。