特高压直流接地极架空线路带电作业技术与工器具创新及应用

本文结合我国首次特高压直流接地极架空线路带电作业科研成果,简要介绍了我国特高压直流接地极架空线路带电作业关键技术和安全防护技术,作业方法研究、工器具研制和现场应用情况,研究结果可供其他±800kV直流接地极线路带电作业参考。     

解析防雷工程中土壤电阻率的温度特性及其对直流接地极发热的影响

接地极作为直流输电的重要设施,可以保证系统长时间在大地单极回线的运行,而大电流要持续的通过接地极进行入地的导入,使土壤发热,温度升高。当土壤温度升高到一定程度时,会影响到接地系统正常的工作。而土壤电阻率更是可以直接影响到地中的电流分布和地表电位,是影响接地极发热的主要原因。随着土壤温度与土壤含水量的变化,接地极会受到直接的影响。通过试验分析可以发现土壤电阻率通过温度的升高变化而发生变化的规律,我们通过了解土壤电阻率受影响的因素的原理,可以使我们更好的开展直接接地系统的防雷安全的设计与应用。     

高压直流系统接地极阻抗异常分析

直流系统接地极运行一般比较稳定,最常见的异常现象是控制系统发出接地极阻抗异常的报警,本文结合接地极,监控系统的的结构以及保护设置,对接地极阻抗监测及相关保护进行讨论分析。建议增加接地极状态监控设备及线路故障定位功能,修改报警判断逻辑,以及改善处理该异常信号的应对措施。     

WTWELD放热焊接工艺在电网直流工程接地设施中的应用

高压直流输电系统中接地极回线对于整个直流输电的正常运行但当着重要的位置,由于同材质接地体之间传统的焊接连接方式存在着电气导通率(电流容量)不足及强度较低、施工困难等缺陷,在国网直流工程建设伊敏换流站接地极极址工程建设中我们采用了新型的金属材料热熔焊接方式,从而改良了传统接地系统接地体之间的连接工艺,提高了整体的工程质量,极大程度的解决了接地极馈电棒在焊接施工中的困难。     

电力工程接地用防腐接地极的制备及性能分析

电力工程接地网的可靠性直接关系到电力系统的安全运行。传统扁钢接地极成本低,但腐蚀速率快,需不定期开挖,维护成本昂贵;铜包钢接地极的工艺简单,成本较低,但铜与钢的界面结合能力较差,水、电解质等易渗到夹层中造成内部腐蚀;镀锌或镀铜接地极有良好防腐效果,但存在均匀性差、表面镀层易剥落等问题,稳定性较差;纯铜接地极防腐效果优良,泄流能力强,但成本过于昂贵。针对现有接地产品存在的问题与不足,一种涂层型防腐接地极应运而生,该新型防腐接地极在传统钢材外涂覆1层导电防腐涂料,涂层的体积电阻率低于1Ω·m,耐受温度超过550℃,使其在具备优异的导电、防腐、耐高温等特性的同时兼顾产品成本和维护费用,具有良好的经济效益。     

站场接地材料对埋地管道腐蚀速率及阴极保护的影响规律研究

为了解接地网对埋地管道阴极保护效果的影响,采用数值模拟计算方法,建立了站场接地系统及埋地管道腐蚀与阴极保护电场模型,考察了接地极材质、阳极地床形式等因素对埋地管道电位分布、腐蚀速率及阴极保护效果的影响规律。结果表明：电正性接地极材料会大大加速附近埋地管道的腐蚀速率,造成区域阴极保护无法达标,因此应避免采用;同时近地床的优化分布相对于远地床形式能更好地消除由接地系统造成的屏蔽区。以上结果可为接地材料的选择和站场区域阴极保护阳极地床的设计提供参考。     

Q235钢在鹰潭酸性土壤中不同强度直流杂散电流作用下的腐蚀行为

目前,国内鲜见关于Q235钢在直流杂散电流和酸性土壤联合作用下腐蚀行为的报道。通过失重法、电化学阻抗谱、显微镜、扫描电镜和X射线衍射法等,研究了直流杂散电流大小对Q235钢在含水率为30%和40%的鹰潭酸性土壤中腐蚀特性的影响。结果表明:土壤含水率和直流杂散电流对Q235钢的腐蚀行为有较强影响,其表面呈现局部腐蚀,电化学阻抗(EIS)谱为偏心的半圆;土壤的含水率相同时,EIS谱的容抗弧随着直流杂散电流的增加而减小,腐蚀速率和最大点蚀深度随着直流杂散电流的增加而增大;Q235钢在含水率为30%的土壤中的腐蚀快于在含水率为40%的土壤中的。     

±800kV楚穗直流双极平衡运行方式下单极闭锁时接地极过电压分析

±800 k V楚穗直流双极平衡运行方式下,发生单极闭锁故障或者其它原因导致单极闭锁时,接地极线路存在过电压现象,并有可能会发生闪络。本文通过建模计算楚穗直流工程发生站内接地故障时,接地极线路沿线操作过电压水平,得出需要改造接地极线路来防止接地极过电压及闪络问题的结论。     

HVDC单极运行对500kV交流变压器的振动影响分析研究

当特高压直流系统单极大地回路运行时,直流电流将经中性点接地线流入接地极附近的变压器,使得变压器振动加强。在宾金特高压直流系统调试时,研究人员采用振动测试系统检测了宜宾接地极附近的泸州站500 kV变压器振动信号。利用小波时频变换,分析变压器振动信号的频谱分布特征,提取了变压器振动声学指纹和三个典型特征参数,包括频谱能量分布百分比、奇偶谐波能量比和波形畸变比。当直流系统的电流从0 A增至5 000 A时,通过分析泸州站500 kV变压器的振动声学指纹和三个典型特征参数的变化,研究直流偏磁对500 kV变压器运行状态的影响。测试分析发现变压器振动信号的奇偶谐波能量比随电流增大而明显变小,此外频谱能量分布百分比和振动声学指纹也变化显著,有利于准确评估直流偏磁对变压器的运行影响。     

山区变电站接地网防雷改造的应用研究

本文通过海南营根110kV变电站的接地网改造设计案例,对海南山区高土壤电阻牢地区变电站接地装置目前通常采用的普通金属接地极和稀土电解离子接地极两种不同材料及工艺进行了对比研究。根据其工频接地电阻理论计算公式的分析,得出采用稀土电解离子接地极材料及工艺,有利于海南山区高土壤电阻率地区大量变电站接地网面积受限制的条件下改善变电站的工频接地电阻的观点。     

有效抑制电气化铁路对油气管道管地电位影响的技术

针对铺设在直流电气化铁路附近埋地油气管道管地电位过度负偏移的问题,研究了土壤直流杂散电流对管道的干扰机理以及管道防腐蚀涂层阴极剥离的形成原因,提出了一种管道与接地极(如扁钢、铜、锌带等)之间快速通断的方法,设计了抑制管地电位过度负偏移应用系统.现场测量结果表明,该系统可将管地电位钳制在预先设置的电位附近,有效抑制了管地电位过度负偏移现象,整机系统工作电流仅30 mA.     

90/10铜镍合金海水管路直流杂散电流腐蚀及控制研究

针对某船90/10铜镍合金海水管路系统异常快速腐蚀问题,采用失重法、电化学法、微观形貌分析等方法研究了90/10铜镍合金海水管路系统直流杂散电流腐蚀规律,对比分析了直接排流法和牺牲阳极保护法对直流杂散电流腐蚀控制的效果。结果表明,90/10海水管路直流杂散电流腐蚀速率随着杂散电流强度增加而线性增加,晶界优先发生腐蚀溶解;直接排流法和牺牲阳极保护法均可抑制直流杂散电流腐蚀,但牺牲阳极保护法对强直流杂散电流腐蚀防护效果有限,直接排流法可对90/10铜镍合金海水管路直流杂散电流腐蚀进行有效保护。      

埋地钢质管道直流杂散电流腐蚀机理及影响因素研究

本文通过实验对埋地钢质管道直流杂散电流腐蚀机理及影响因素进行研究,认为:(1)直流杂散电流腐蚀机理为阳极区金属失去电子由铁变为铁离子,阴极区发生电解水化学反应;(2)直流杂散电流腐蚀速率与电流强度呈线性相关;(3)杂散电流强度相同,腐蚀速率随土壤电阻率增大而下降;(4)直流杂散电流电压相同,腐蚀速率随土壤电阻率减小而增大。     

接地极入地电流在地中电流场的模拟研究

在特高压直流输电工程中，接地的目的是利用地作为传导电流回路的一个元件，以保证人身和设备安全，维护系统和设施安全可靠运行。然而，接地极人地电流会在其周围的地中形成一定强度的电流场，从而引起对接地极附近输电线路杆塔接地体腐蚀的影响。由此，本文将从一个全新的角度，即利用三维电磁场仿真软件cS恻点电流源在地中电磁场的分布进行模拟研究，达到对接地极入地电流对附近输电线路杆塔接地体腐蚀影响的评估。     

浅谈城市户内变电站接地网的设计

由于城市用地日益紧张,城市变电站大多设计为户内变电站,占地面积较小;在土壤电阻率较大的地区,为满足规范对接地电阻的要求,可采用双层水平接地网和深钻式垂直接地极,并尽可能利用自然接地体,以达到减小接地电阻的目的。     

高电阻率地区变电站垂直接地极降阻方法

研究了垂直接地极的敷设位置、数量和长度选择的规律。为了减小水平接地网对垂直接地极和垂直接地极之间的屏蔽作用,提高垂直接地极的利用率,垂直接地极应尽量敷设在水平接地网边缘,有条件的变电站应将垂直接地极尽量远离接地网敷设,方能取得高电阻率地区变电站垂直接地极降阻的良好效果。     

直流电车杂散电流对城市燃气管道电腐蚀的影响规律研究

为得到轨道与埋地管道并行情况下杂散电流对管道电腐蚀的影响规律,建立了基于电路原理和电力系统接地极理论的双边供电直流电车杂散电流对管地电位干扰模型,并求得了轨道电位和管地电位的分布变化函数以及杂散电流泄漏量分布函数。采用MATLAB进行了数值模拟,得到了杂散电流泄露规律及其对管地电位干扰规律,并对管道防腐蚀层单破损点、双破损点情况下管道的电腐蚀规律进行了分析。结果表明:轨道杂散电流泄露量与轨道电位大小成正比,降低轨道电阻可减小杂散电流泄露量。防腐蚀层单破损点不易产生腐蚀,双破损点导致局部腐蚀较严重,且变电站附近的点腐蚀严重。因此,应重点监测保护变电站处下方管道以减少产生多破损点的概率。     

丘陵地区高土壤电阻率变电站接地网设计

针对丘陵地区高土壤电阻率变电站的特点,提出采用外延法和电解离子接地极相结合的降阻方法。给出可利用的外延接地网区域和电解离子接地极的计算方法,为变电站的接地网设计提供参考。     

输电线路杆塔接地电阻测量方法研究

由于杆塔接地极对地电阻存在问题、杆塔连接螺栓处严重锈蚀导致接触电阻很大;更严重的已形成开路;靠近地面的接地线部分在电化学腐蚀的作用下接地线变细,甚至断裂。所以输电路杆塔接地电阻的测量十分重要。本文介绍了摇表、钳形接地电阻测试仪。对测试输电线路杆塔接地电阻时的工作原理进行分析,通过数据进行比较两种测试方法的不同,然后介绍了两种测试方式的联系以及注意事项,以便在输电线路杆塔接地电阻测量中能够更好的使用仪器使测量更准确。     

高压直流输电系统接地极周围地表电位分析

高压直流输电系统大地回路运行时地表电位分布的研究,是评估地下金属管道腐蚀、变压器直流偏磁、通信干扰等不良效应受地电流影响的重要依据。利用镜像法和电磁波的折射、反射规律,推导出多层垂直和水平复合分层的地表电位的计算公式,并通过对比不同模型的计算结果,建立华东地区的3层水平带海洋大地模型。最后,通过不同模型仿真计算华东地区高压直流输电系统大地回路单极运行时接地极地表电位的分布情况,得到华东地区理想的仿真计算模型。