针对输电线路杆塔接地装置设计及运行的探讨

输电线路杆塔的可靠接地对保证电力系统的安全稳定运行具有十分重要的作用和意义,本文笔者结合输电线路杆塔接地工作的实践,对输电线路杆塔接地装置设计、施工和运行现状进行分析,总结并提出有效降低输电线路杆塔接地电阻的措施,本文相关技术内容可供大家借鉴参考。     

基于杆塔耐雷水平的冲击接地阻抗控制值计算研究

输电线路杆塔冲击接地阻抗作为影响输电线路耐雷水平的重要因素，在杆塔的接地设计以及状态评估方面应该重点考虑，因此需要提出杆塔冲击接地阻抗控制值。通过建立110 kV、220 kV、500 kV的输电线路模型，计算了不同冲击接地阻抗情况下输电线路的耐雷水平，并基于我国对各电压等级输电线路雷击跳闸率的要求，计算得到各电压等级输电线路杆塔冲击接地阻抗控制值，可为输电线路杆塔的运行维护和状态评估提供参考。同时计算了典型方框带射线杆塔接地体在不同土壤电阻率下满足冲击接地阻抗控制值的最小射线长度，避免了仅凭经验估算造成的施工材料浪费，为实际工程建设提供了参考数据。     

适于降阻的输电杆塔预制式钢筒桩基础的优化方法

输电杆塔接地装置的接地电阻直接关系着电力系统输电线路的防雷保护效果。钢筒桩基础在输电线路杆塔中的作用是保证杆塔结构的稳定性，并未充分利用其降阻效果，提出了一种不同土壤电阻下，适于降阻的钢筒桩优化长度的计算方法。利用CDEGS接地计算软件对钢筒桩基础的降阻效果计算，得到了不同土壤电阻率下钢筒桩基础的长度与杆塔工频接地电阻的关系变化曲线；以单位长度降阻率的阈值为指标，选取了钢筒桩的最优长度。针对高土壤电阻率地区钢筒桩基础自然接地的工频接地电阻仍不满足规程规定的问题，采用水平接地体和钢筒桩基础共同构成输电杆塔的立体式接地装置的设计方案，并给出了设计实例，以满足规程要求，为实际输电杆塔接地装置的接地设计提供了方法指导。     

接地网四种典型设计的分析与验证

本文参照国际标准DLT5092-1997要求,对四种典型杆塔接地网的接地电阻进行了计算和验证,分析确定了四种典型接地网的最少用料,并对相关降阻措施进行了探究。杆塔接地网对架空线路杆塔的防雷与对地散流起着至关重要的作用,接地电阻的大小是衡量其安全性的重要因素。低接电阻、持续稳定的输电线路杆塔接地网是减少输电线路雷击事故、维持电力设备安全可靠运行的重要电力设备。     

时变接地电阻对输电线路耐雷水平的影响分析

冲击电流作用下,输电线路杆塔接地装置接地电阻呈现非线性时变特性,考虑接地电阻时变性对架空输电线路雷击暂态过电压及线路耐雷水平的影响是进行准确的输电线路防雷设计并提升其耐雷水平的基础。基于电磁暂态软件PSCAD建立了考虑时变接地电阻的220 k V同塔双回输电线路模型,分析了时变接地电阻对杆塔各处暂态过电压及输电线路耐雷水平的影响;并在此模型中添加"疏导型"防雷装置-并联间隙,分别计算考虑与不考虑时变接地电阻时并联间隙对输电线路耐雷水平的影响。结果表明:接地电阻大于20Ω时,定值接地电阻和时变接地电阻下输电线路耐雷性能及并联间隙安装方式相差较大。高土壤电阻率地区输电线路防雷设计应考虑接地电阻的时变性对输电线路耐雷性能的影响。     

采用避雷器后输电线路仿真模型的建立及应用现状

为了评价输电线路的防雷性能,准确地对杆塔、避雷器、雷电流和输电线路等电力元件进行等效是非常重要的。杆塔模型在工程中宜采用电感模型,在超高压系统、杆塔高度超过40m时,宜采用多波阻抗模型;避雷器使用IEEE推荐的频率相关模型;雷电流宜选用简单方便的双指数函数模型;输电线路选用Jmarti模型。总结了杆塔接地电阻、避雷器安装方式和线路档距对线路耐雷水平的影响,试验表明,采用避雷器和降低杆塔的冲击接地电阻,输电线路的耐雷水平明显提高。     

高压输电线路发生单相接地故障对埋地油气管道的电磁影响

为研究高压架空线路发生单相接地故障对附近输油输气管道的电磁影响,以220 kV同塔双回架空线路与输油输气管道并列运行为背景,利用电磁暂态仿真软件ATP建立同塔双回输电线路及油气管道等效时域模型,分析了故障点位置、并列运行部分杆塔接地电阻大小、导线高度,管道与杆塔中心线水平间距、管径大小等因素对高压输电线路附近油气管道电磁感应电压的影响。结果表明:油气管道的电磁感应电压受接地点故障位置、杆塔接地电阻以及管道距杆塔中心线水平间距的影响较大;导线高度、管径大小等因素对管道上产生的电磁感应电压影响不明显。得出的结论可以为高压输电线路与输油输气管道同走廊建设提供理论指导。     

杆塔接地体冲击对输电线路雷电反击分析

为了减少雷害事故的发生,为输电线路防雷提供科学依据,计算输电线路雷电反击跳闸率时必须考虑杆塔接地体冲击特性。通过EMTP建立了线路及杆塔模型,考虑雷电流作用下接地体冲击特性,分析线路反击时杆塔和接地体暂态电压变化规律。计算不同土壤电阻率和接地体长度下线路反击跳闸率,同时讨论工频电压对反击跳闸率的影响。分析结果表明:雷电流幅值较大时,接地体冲击接地电阻降低明显。工频电压对线路反击跳闸率有一定影响。增加接地体长度和降低土壤电阻率可以有效减少线路反击跳闸率。     

10kV配电线路杆塔接地电阻对耐雷水平影响研究

由于配电线路杆塔基数众多,且线路等级较低,长期的"重主网轻配网"思想使得配电线路杆塔接地电阻问题没有引起足够的重视。本文基于10 kV配电线路钢筋混凝土电杆接地电阻的实际考察与现场测量,并从混凝土在干燥和吸湿两种情况下其电阻率的表现,以及钢筋混凝土杆塔抱箍是否与内部钢筋相连等方面分析了其对杆塔接地电阻的影响。本文通过电磁暂态软件PSCAD建立了相关输电线路模型,分析了不同接地电阻对输电线路耐雷水平的影响,若接地电阻较大,雷击时避雷器通流容量将超过其设计通流值,说明了配电线路杆塔接地装置对其雷电防护性能的重要性。     

输电线路防雷措施的仿真与分析

使用ATP-EMTP电磁暂态分析软件选取了矿区常用的110 kV级的输电线路作为仿真研究对象,根据实际参数模拟了雷电流、输电线路、杆塔、绝缘子串和避雷器,建立了雷击输电线路的仿真模型。本文主要针对110 kV输电线路在遭受雷击时,加装与不加装避雷器情况的比较和接地电阻的变化对雷击过程的影响进行仿真分析。得出:输电线路加装避雷器和降低杆塔的接地电阻可以有效保护输电线路的安全,保证煤矿电网的安全稳定运行。     

考虑接地极时变电阻特性的输电线路雷击暂态响应研究

杆塔接地极的准确建模对研究输电线路的雷击暂态响应是至关重要的。为此,本研究提出一种考虑接地极时变电阻特性的输电线路模型。首先采用有限元法(FEM)求解了输电线路雷击下杆塔接地极的接地电阻,基于PSO法,推导了杆塔接地极时变电阻的迭代公式,利用ATP-EMTP中MODEL模块搭建时变电阻Rg(t),然后建立考虑接地极时变电阻特性的输电线路模型,随后分析了基于时变电阻和定值电阻的输电线路模型雷击暂态响应。结果表明：相较于定值电阻的输电线路模型,时变电阻模型对输电线路雷击暂态响应有较大影响。由于时变电阻Rg(t)考虑了雷电流地中散流和土壤电离过程,其反应的结果更加可靠,在一定程度上提高了输电线路雷击暂态响应仿真的精准度。     

试论山区35KV输电线路杆塔接地降阻之方法

当前,在35KV输电线路中设置杆塔接地网能够有效的防雷,但是接地电阻的高低直接影响着防雷的效果,尤其是对山区35KV输电线路的防雷有着非常大的影响。通常情况下,山区电网的电压等级比较低,电网的主要支撑就是35KV输电线路,加上山区的地形复杂、土壤的电阻率相对较高,这就使得杆塔接地有着非常高的电阻。基于此,本文就从实际出发,对山区35KV输电线路杆塔接地降阻的方式做一些具体谈论和研究。     

季节性冻土环境下输电杆塔地网接地特性研究

季节性冻土的融冻循环过程会导致土壤电阻率和冻土层分界面随季节变化,冬季输电线路杆塔地网接地电阻可能上升,甚至超过标准限定值,影响线路的安全稳定运行。为了研究季节性冻土因素对杆塔地网接地电阻的影响,仿真研究了冻土层结构及冻土层厚度对其接地电阻的影响,并采用柔性石墨和圆钢接地材料同沟敷设的方案对实际输电线路杆塔地网进行了改造,对比分析了接地电阻的差异。研究结果表明:在不同冻土层结构和冻土层厚度情况下,柔性石墨地网相比于圆钢地网,其接地电阻最大降阻率分别达到了18. 76%和23. 65%。研究成果可为季节性冻土环境下输电线路杆塔接地降阻提供参考。     

输电线路不同位置遭受雷击时的暂态电流及散流特性研究

为了研究输电线路不同位置遭受雷击时的雷电流分流状况以及接地装置上的电位分布和散流特性,通过建立输电线路杆塔和接地装置的完整模型,分析了雷击避雷线、绕击导线和雷击杆塔塔顶3种不同雷击下杆塔和接地装置上各自承受的电压和电流,以及雷击线路不同位置时对地电位分布和电流密度分布的影响.计算结果表明雷击导线时对线路安全运行影响最大,地电位和电流密度的下降速率随着远离雷电流注入点而逐渐降低.研究结果可以指导杆塔绝缘配合,为输电线路杆塔雷电流监测装置的安装位置提供参考数据,并且为输电线路杆塔接地体优化设计和降低冲击接地电阻等方面提供参考,当现场试验受限制难以开展时,可以采用本研究所选取的方法做替代分析.     

3种防雷技术在确保反击耐雷水平时的配合应用方法

高土壤电阻率地区输电杆塔接地降阻困难,采用其他防雷措施与降阻措施配合使用,以确保输电线路的反击耐雷水平,可取得更好的技术经济效益。采用电磁暂态仿真软件ATP-EMTP搭建输电线路雷电过电压仿真模型,分别研究110 kV、220 kV和500 kV输电线路降低接地电阻、增加绝缘子片数以及加装线路避雷器对其反击耐雷水平的影响。结果表明,接地电阻允许值从20Ω放宽至25Ω时,线路的绝缘子片数仅需增加1片即可达到接地电阻值为20Ω时的耐雷水平;在线路两边相同时安装线路避雷器时,110 kV、220 kV和500 kV输电线路的反击耐雷水平分别提升了59.15%、63.1%、95.8%。通过经济比较,认为4 000Ω·m的高土壤电阻率地区降阻方案具有较差经济效益,放宽接地电阻并在加装两边相避雷器的方案具有较好的综合技术经济效益。所得结果,可为降低高土壤电阻率地区输电杆塔设计、施工成本提供方法指导。     

风电场中直击雷的防护和研究

风力发电场中输电线路是防雷保护的重要部分,当直击雷击在输电线路上时,不仅会对线路本身带来破坏,其产生的侵入波过电压将顺着线路传递至风电机组,可能会引起变压器的损坏,从而导致风电机组的停运。以某风力发电场雷击事故为例,将通过电磁暂态软件程序ATP/EMTP建立雷电直击输电线路的模型(雷电流模型、杆塔模型、输电线路电缆模型、避雷器模型、绝缘子串模型和变压器模型),通过仿真计算出升压变压器上的暂态过电压和流过电缆的最大雷电流,并仿真了在安装线路避雷器和降低接地电阻时,雷击点处的雷电过电压和过电流值。最后通过综合对比提出了在1号、2号杆塔安装避雷器和降低杆塔接地网电阻值的两种保护措施来对风电场场内输电线路进行有效防雷。     

冻土区域输电线路接地故障机理分析

为了弄清季节性冻土区域输电线路的接地故障问题,本文在调研黑龙江区域输电故障接地情况的基础上,研究了土体随含水量和冻融循环的变化情况,给出了分析多次冻融循环过程基础的极限抗拔力,进而获得了冻土区域输电线路的接地故障机理。研究结果表明:1)冻土区域线路运行年限越长,接地体故障几率越大,接地故障容易发生在焊接部分等薄弱位置; 2)冻融次数增加导致了杆塔基础极限抗拔力下降,直接引发杆塔地基上拔的现象,从而造成接地体的破坏损伤。针对冻土区域的输电线路接地故障,文中建议采用避开富冰冻土区域等手段,相关的研究结果可为冻土区域输电线路接地的运行检修提供参考。     

浅谈架空线路杆塔接地设计

架空线路杆塔接地装置是输电线路的重要组成部分,是输电线路防雷的主要措施,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送电线路耐雷水平,减少线路雷击跳闸率的主要措施。     

有限面积下并行线路杆塔接地网级联降阻及电位分布特性研究

现行输电线路杆塔接地施工往往受制于耕地植被、道路建筑、征地赔偿成本等原因无法采用外延降阻。针对有限施工面积条件下杆塔接地网的接地降阻问题，提出并行输电线路杆塔级联接地降阻策略并验证其可行性。首先，建立相邻输电线路杆塔接地网级联接地散流计算模型，通过仿真分析了接地材料参数、级联引线长度、土壤电阻率、入地电流频率等因素对接地电阻的影响规律；然后，对比分析级联接地模型与方框外延接地模型的降阻效率；最后，分析了相邻杆塔接地网级联条件下的导体电位分布特征。计算结果表明：相比于传统的方框外延降阻方式，采用级联接地结构的相邻杆塔降阻效率更高；级联接地网的散流特征受入地电流频率和材料参数影响较大；相邻杆塔接地网级联增大了电流的散流区域并降低受雷线路的塔顶电位。     

降低山区输电线路杆塔防雷接地电阻的方法

降低杆塔接地装置的接地电阻是提高输变电线路耐雷水平的一项十分重要的措施,对于多石少土山区线路杆塔,用传统施工方法接地电阻很难达到要求,笔者根据多年施工经验,提出一种既经济适用又效果显著的降低山区输电线路杆塔防雷接地电阻的方法,与同行交流.