云南电网输电线路杆塔降阻措施的评价研究

笔者对云南电网采用的线路杆塔接地电阻的降阻措施进行全面总结,并着重对降阻措施进行评价。通过首次采用杆塔接地电阻分级,开创性地提出了"单位降级投入成本"指标,将杆塔降阻改造投入成本与产生效果进行综合考虑,提出了实用的杆塔降阻效果评估的新方法。同时,采用"成本(C)/效用(B)"评价方法进行经济性分析,对杆塔降阻效果量化评估。笔者分别对常用的4种杆塔降阻措施进行综合分析,总结了各降阻措施的优缺点。分析结果表明,在综合考虑接地电阻、改造经济性分析、腐蚀情况等条件下,根据杆塔接地电阻的超标情况选择不同的降阻措施,进一步提出各种降阻措施的改造建议。     

输电线路杆塔接地技术研究

输电线路杆塔接地是当前输电线路防雷最基本的保障技术,因此根据当前输电线路杆塔接地降阻技术需求,研究了一种新型输电线路接地降阻技术,即压力注浆复合型降阻技术。首先,介绍该技术的装置结构和降阻技术原理,其次,以实际工程为依托,论证了该接地降阻技术在接地降阻、结构施工、经济成本等方面具有的优势和效果,以期为类似工程应用提供参考。     

杆塔接地网接地模块降阻效率与影响因素研究

输电线路杆塔接地网在外延、垂直接地降阻措施受限时常采用辅助降阻材料降阻,实际杆塔接地工程采用接地模块进行接地降阻时缺少统一规范的指导,在应用时存在一些盲目施工、降阻效率低等问题。本文采用防雷接地领域中通用CDEGS软件对输电线路杆塔接地网采用接地模块降阻时的影响因素进行仿真计算。首先,针对一字型接地网采用接地模块时的敷设位置和密度进行仿真;其次,对常见的方框射线型接地网采用接地模块降阻时的降阻效率进行分析;随后,分别分析了土壤电阻率与土壤结构对接地模块降阻效率的影响规律;最后,针对实际输电线路采用接地模块降阻给出相应施工建议。本文研究结论可为输电线路防雷、杆塔接地网降阻施工提供参考。     

高土壤电阻率地区输电线路杆塔降阻技术应用研究

高土壤电阻率地区地质条件恶劣,施工难度大,降阻困难。研究一种新型接地装置,软件模拟表明新型接地装置和常规接地装置相比,显著降低了原地网的工频接地电阻和跨步电压。采用新型接地装置对高土壤电阻率地区输电线路杆塔接地网进行降阻改造,与传统热浸锌圆钢相比,该方法施工方便,折算到30年的成本也显著降低。对高土壤电阻率地区输电线路杆塔接地改造具有重要的指导和示范意义。     

基于柔性石墨复合接地模块的配电杆塔接地降阻研究

配电线路中接地装置的接地性能对配电线路稳定运行非常重要,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。为研究杆塔接地网敷设柔性石墨复合接地模块的杆塔接地降阻情况,建立2种敷设柔性石墨复合接地模块的杆塔接地网降阻模型,分析接地网尺寸、石墨接地模块长度、石墨接地模块数量和土壤电阻率对杆塔降阻的影响,并进一步分析石墨接地模块长度、石墨接地模块数量和石墨接地模块敷设方式对杆塔降阻效率的影响。研究结果表明:在杆塔接地网上敷设柔性石墨复合接地模块,杆塔接地电阻明显降低,随着石墨接地模块长度和石墨接地模块数量的增加,杆塔接地电阻逐渐降低,石墨接地模块长度和数量对杆塔接地网的降阻效率有明显的影响,而土壤电阻率对杆塔接地网的降阻效率的影响很小,水平敷设柔性石墨复合接地模块比垂直敷设降阻效果更好。研究结果可为实际配电线路杆塔接地降阻提供参考。     

送电线路杆塔接地及降阻分析

对送电线路杆塔接地方面存在的问题进行分析,结合工程实际探讨送电线路杆塔接地降阻的措施。     

基于邻近斜坡土钉墙结构的电力杆塔接地降阻方式研究

针对道路沿线陡坡处的输电线路杆塔接地电阻较高的问题,提出通过陡坡地形中的土钉墙支护内的钢筋网辅助散流降阻的方法,搭建道路沿线陡坡地形的杆塔接地网与土钉墙的模型,对比连接土钉墙前后接地电阻、跨步电压等接地参数变化,并分析土钉墙与杆塔接地网的连接线数量、连接位置、连接材质以及杆塔接地网位置对杆塔接地网接地电阻的影响。仿真结果表明：土钉墙对杆塔接地网的降阻效果可达到19.3%～73.4%,且接地网所处的土壤表面跨步电压最高不超过6 kV,验证了土钉墙散流降阻方法的可行性。连接线数量越多,接地电阻越小,但降阻效率在连接线数量为4根时达到56.3%,趋于饱和;连接位置越分散,杆塔接地电阻越小;采用石墨复合材料的连接线比镀锌钢材质的降阻效率高9.04%,接地网设于斜坡,可以具有更低的接地电阻。     

500 kV输电线路杆塔接地网不同环境下优化降阻方案研究

为了解决优化电力系统输电线路杆塔接地网接地装置存在的腐蚀严重、稳定性差和使用寿命短等问题,以500 k V输电线路接地网模型作为研究对象,提出适用于不同环境的接地系统优化方案。利用CDEGS进行仿真,在结合接地网接地材料类型及布置型式的前提下,分析不同类型的土壤及地网面积对镀锌铜和铜覆钢接地网工频接地电阻和冲击接地电阻的影响。通过CDEGS仿真计算对降阻方式进行分析,得出了杆塔在不同土壤情况和地网面积下的各优化降阻措施。最后通过实验验证该结论的正确性,对输电线路杆塔接地的运行有重要实践意义。     

输电线路杆塔长距离外延接地散流特性研究

为研究输电线路杆塔接地网接地降阻特性,建立山区输电线路杆塔接地网冲击散流模型,对比分析在不同土壤电阻率、接地网外延长度、接地体材料条件下,单边、双边、“十”字形、“T”字形、“日”字形、“米”字形六种不同形状的接地网对输电线路杆塔接地降阻的影响规律。提出基于级联策略的输电线路杆塔接地网连接优化方式,结果表明:土壤电阻率的增加会导致接地网阻值的升高,石墨材料接地体能够有效地降阻;相较其他5种接地网形状,“米”字形接地网具有更好的降阻效果,随外延长度的增加,接地网阻值先降低后达到饱和。本文提出的输电线路杆塔接地网级联方式具有更好的降阻、散流效率。     

输电线路高土壤电阻率地区降阻措施的应用

通过对杆塔接地网进行实地调研,总结出湖北省超高压输电线路高土壤电阻率地区杆塔接地电阻偏高的原因,结合理论计算对常规降阻措施进行研究,提出适合湖北省高土壤电阻率地区实际情况的有效降阻措施,并选取典型杆塔进行接地网的降阻改造,被改造杆塔接地网达到了预期降阻目标,说明提出的改造措施切实有效,适合在湖北超高压输电线路推广使用.     

沙漠中高压线路杆塔固沙与接地方法

在塔克拉玛干大沙漠中的输电线路，由于大风刮起流沙，使杆塔基础及拉线失去深度，对杆塔安全稳定构成严重威胁，杆塔的接地体也因沙层刮走向露出，使接地电阻无法满足规程要求，此文介绍了种植“黄色植被”固沙和用膨润土降粗剂降阻固沙的方法，可维护杆塔的安全和接地电阻的稳定。     

降低杆塔冲击接地阻抗方法

降低杆塔接地电阻是减小输电线路雷击事故的重要措施,分析了接地装置冲击散流特性,介绍了接地装置冲击接地阻抗各种表示方式及其物理定义及输电线路杆塔接地装置降阻改造方法及建议。     

杆塔接地装置的冲击阻抗建模及应用

杆塔冲击接地阻抗是输电线路雷击跳闸的主要影响因素之一,在我国的山地、丘陵地区,杆塔冲击接地电阻往往较高,使得线路跳闸事故频发。该文基于有限元与电路理论结合的方法,通过试验探究了广东地区典型土壤的冲击特性,建立了精确的输电线路接地暂态模型,基于该模型探究了地表下存在岩层区的输电杆塔冲击降阻优化方法。研究结果表明,对于地表下存在岩层区的接地装置,使用外引射线配合针刺短导体以及外引射线配合垂直接地极有着较好的优化效果。其中,外引射线配合针刺短导体时,针刺长度为射线的3%～6%、针刺间距为射线的10%～14%时降阻效果最好;外引射线配合垂直接地极时,垂直接地极布置于射线最外端时降阻效果最好。研究结果可为山区杆塔接地改造和优化提供参考和理论支持。     

垂直接地极对杆塔冲击接地电阻的影响研究

雷击输电线路杆塔时,杆塔接地装置的冲击电阻过大是造成雷电反击跳闸的主要原因。针对如何利用垂直接地极有效降低杆塔冲击接地电阻这一问题,文中建立典型杆塔接地装置仿真模型,研究了不同长度垂直接地极的影响范围;垂直接地极数量、长度对于杆塔接地装置降阻效果的影响。通过研究发现,不同长度垂直接地极影响范围不同:10 m长垂直接地极的影响范围大约为40 m,而3 m和5 m长垂直接地极的影响范围分别为5 m和20 m;在所添加垂直接地极总长度相同的情况下,所采用单根垂直接地极的长度越长,则降阻效果越好;随着垂直接地极数量的增加,其降阻率都不断趋向饱和。推荐在泄漏电流弱的地方添加尽可能长的垂直接地极,然后再根据其影响范围增加合适的垂直接地极数量。该结论可为杆塔接地体的设计及改造提供参考。     

降低线路杆塔接地电阻方法的探讨

降低输电线路杆塔接地电阻能减少输电线路的雷击事故，此文介绍了作为自然接地装置的钢筋混凝土基础的性能及其接地电阻的计算公式，从试验结果中得出了不同形状接地装置的降阻性能及接地降阻降低冲击接地电阻的作用。     

典型特高压杆塔基础接地计算与分析

为研究人工水平接地体对特高压杆塔基础接地电阻及散流的影响,在CDEGS软件中建立了典型特高压杆塔基础及人工水平接地体仿真计算模型,分别对不同根数水平接地体、不同水平接地体长度、不同土壤电阻率的降阻率及散流比进行仿真计算.计算结果表明:水平接地体对特高压杆塔基础接地电阻减小效果并不十分明显,特高压杆塔接地应充分利用其自然接地体作用.另对3种典型特高压杆塔基础接地体电流密度分布进行计算,计算结果表明,单桩垂直型接地体有最大电流密度.当入地电流为10A时,非底段的最大电流密度为1.156A/m.     

特高压输电线路杆塔基础独立接地性能仿真分析

为掌握特高压输电线路杆塔基础的独立接地性能,指导特高压杆塔接地优化设计,对特高压杆塔典型基础和人工接地装置的结构进行了调研,采用CDEGS接地分析软件仿真计算了各类基础的自然接地电阻,分析了各种影响因素的作用,比较了典型接地装置的降阻效果,模拟了有无接地装置情况下杆塔附近的电位水平和分布特征。结果表明,土壤电阻率<1 000Ω.m时,大部分类型杆塔基础的自然接地电阻可以满足设计要求;土壤电阻率>1 500Ω.m时,一般杆塔基础的自然接地电阻难以满足要求,应加装人工接地装置甚至辅助降阻措施。加装人工接地装置具有减小最大地电位升和均匀周边电位的作用,仅有杆塔基础散流时,只有当土壤电阻率在数十Ω.m以下时才能满足接触电势的要求。采用现场测量结果对比了仿真计算的误差,结果表明仿真建模的方法是有效的,计算偏差在工程允许范围内。     

遭受雷击时输电杆塔及其接地装置的暂态电位分布

为向以减少输电线路的雷击故障率为目的的接地降阻和杆塔优化设计提供参考,通过电磁场数值计算方法分析了雷击情况下输电杆塔及其接地装置各自承受的电压,以及在不同雷电参数、杆塔高度、土壤电阻率、接地装置大小等条件下,杆塔和接地装置上的雷电电压变化规律。计算结果表明,雷电流波前时间越短、杆塔越高、土壤电阻率越高、接地装置规模越小,雷击时塔顶电位峰值越高。由于降低接地电阻可以明显减少塔顶电压维持在较高值的时间,因此在高土壤电阻率地区通过降低接地电阻可以有效减少直击雷的危害。     

垂直接地极对输电线路杆塔接地电阻的影响效果

本文利用相关规程规定的接地电阻计算方法,研究了垂直接地体的不同间隔距离、长度和等效直径对杆塔接地电阻的影响效果。通过计算发现,随着垂直接地极间隔距离的减小、长度和等效直径的增加,杆塔接地装置的整体接地电阻不断降低,但降低的幅度不断下降,整体接地电阻最后趋于饱和。最后本文提出了典型设计参数下,垂直接地极间隔距离、单根长度和等效直径对整体接地电阻的影响范围。通过设置不同的垂直接地极参数,可以取得不同的降阻效果,为杆塔接地装置的设计及改造提供参考。     

基于柔性石墨接地体的塔基外敷降阻研究

为了降低特高压杆塔基础的自然接地电阻,本文提出在混凝土外包裹一根柔性石墨接地体,研究分析接地体的降阻效果。首先对单根灌注桩进行等值简化处理;然后在CDEGS软件中建立了特高压杆塔基础仿真计算模型,分别对螺旋式、分层式以及笼式3种敷设方法在不同土壤电阻率的情况下的杆塔基础接地电阻进行仿真计算,分析对比了不同敷设方式的降阻效果。研究表明:3种敷设方法都有显著的降阻效果,其中在同等的外界条件下,笼式的敷设方法降阻效果要优于其他2种。