考虑端头效应与屏蔽效应的集中接地装置冲击降阻方法

降低接地装置的冲击接地电阻是提高输电线路耐雷水平的有效措施,而冲击接地电阻主要取决于接地装置的冲击散流能力,研究降低集中接地装置冲击电阻的方法对于提高电力系统安全性具有重要意义。在已有冲击接地理论和试验的基础上,提出了一种在集中接地装置合适位置增加散流端头增强端头效应,从而提高散流能力的冲击降阻方法。基于相似性原则开展接地模拟试验,验证了在接地装置添加散流端头实现冲击降阻方法的有效性,同时研究添加不同位置和间距的散流端头条件下,屏蔽效应对冲击降阻效果的影响。试验结果表明,添加散流端头可以实现冲击降阻的目的;考虑屏蔽效应,添加单组散流端头时,在水平接地装置中间区域布置具有更加明显的降阻效果,添加2组散流端头时,端头间距需要控制在合适的范围内,试验中2组长度L的散流端头间距控制在2L以上,能得到明显的冲击降阻效果。     

冲击接地电阻降阻试验研究

已有研究结果表明雷电流更易通过接地体端部附近土壤的火花区域流向大地.为充分利用这一效应,提出了一种在接地体末端增加辐射状分支结构的降低冲击接地电阻方法.试验结果表明,辐射状分支结构可起到降低冲击接地电阻的作用,其降阻效果与冲击电流幅值及分支的尺寸、数量有关.该结论为高土壤电阻率地区杆塔的接地设计提供了重要依据。     

考虑火花效应时杆塔接地装置冲击特性的研究

运用ATP-电磁暂态程序(the alternative transients program-elector magnetic transient program,ATPEMTP)仿真计算模型对放射型、方框型及网格型杆塔接地装置进行了仿真计算,研究了土壤电击穿、接地体长度L、雷电冲击电流幅值Im、土壤电阻率ρ、土壤临界击穿场强Ecr及接地体埋深h等因素对其冲击特性的影响规律,同时,提出了实际冲击接地电阻R(t)的概念,研究了其随时间的变化规律及Im、ρ及L对最大值R(t)m的影响规律,并与传统意义的冲击接地电阻Rch进行了对比。     

接地装置冲击特性研究分析

为研究接地装置的雷电冲击特性,以火花效应和电感效应的研究为主线探讨了土壤的放电特性、接地装置的高频响应及土壤电气参数的变化规律;比较了电路理论、电磁场理论以及动态建模等3种暂态建模方法;评析了目前接地装置冲击试验的进展。通过归纳与分析,指出了这一研究领域中迫切需要解决的技术问题及初步解决方法:利用X射线胶片或高速成像仪器采集土壤放电图像以研究土壤的放电形式及放电区域的尺寸;确定土壤的临界击穿场强及残余电阻率,并用于暂态建模中;区分火花效应与土壤电气参数频变性以及火花效应与电感效应的影响范围;建议分别采用分布参数电路模型、集中参数电路模型、电磁场模型分析伸长接地体、复杂接地装置及接地装置的频域特征;采用高电压、大容量冲击电流试验系统研究高幅值、波前时间短的冲击电流作用下接地装置的冲击特性,并用于指导冲击接地电阻的现场实测。     

风电机组典型接地装置的降阻措施冲击试验研究

良好的接地装置是风电机组防雷的重要保证,而冲击特性是衡量风电机组接地装置电气性能优劣的重要指标。文中采用冲击大电流试验装置模拟雷电流,对风电机组典型接地装置—环形接地体及其在不同土壤环境下的改型结构进行冲击特性模拟试验。引入了冲击特性变化率的概念来定量描述冲击电流峰值对接地装置冲击接地电阻的影响,其值大小反映影响强弱,符号反映影响趋势,结合冲击特性变化率对试验数据进行对比分析,结果表明:针对上层电阻率高、下层电阻率低的土壤结构,加装深入到下层土壤的垂直接地体可显著降低接地装置的冲击接地电阻,但其冲击特性变化率由-0.36Ω/k A变化到-0.07Ω/kA;在总接地体长度不变的情况下,将环形接地体改型为环形和水平射线的组合接地体可在电流峰值一定范围内降低接地装置的冲击接地电阻,但更为显著的是接地体的冲击特性变化率变化到-0.8Ω/kA。试验结果对风电机组接地装置降阻改型及其研究工作有一定指导意义。     

改善冲击散流时地中电场分布的接地降阻试验

已有的冲击接地试验研究表明,冲击电流入地后地中电场分布决定了接地装置的散流性能。从改善冲击散流时地中电场分布的角度进行冲击接地模拟试验研究,可提高接地装置冲击散流效率,降低接地装置冲击接地阻抗,为高土壤电阻率地区的防雷降阻措施提供新的解决思路。因此基于相似准则,对单根水平接地体和星型水平接地体在两种土壤电阻率下的冲击散流规律进行了模拟试验,并根据试验结果利用针刺状导体改善了接地体冲击散流时的地中电场分布。改善后的冲击接地试验结果表明,基于冲击散流时地中电场分布的接地装置改善措施,能够起到较明显降低冲击接地阻抗的效果,且冲击降阻的效果受冲击电流幅值和接地体结构布置的影响。     

针刺式接地装置降阻机制的仿真和试验研究

改善高土壤电阻率地区输电线路杆塔接地装置的冲击散流效率、降低其暂态接地阻抗是提高输电线路耐雷性能的有效措施。采用考虑土壤电离动态过程的接地装置冲击特性有限元模型分别对水平星型接地装置及添加针刺的水平星型接地装置建立有限元分析模型,通过对比加针前后接地装置在冲击电流作用下产生的地表电位分布、地电位升及其周围土壤中的电场分布等参数,分析了针刺式接地装置的降阻机制,认为在土壤结构、电阻率和注入冲击电流一定的条件下,改变接地装置的局部结构,能够使冲击电流入地时土壤中局部电场畸变加强,扩大火花放电区域,从而减小冲击接地电阻。另外基于相似性准则对加针前后的星型水平接地极进行模拟试验测量其冲击接地阻抗,试验结果与数值计算结果的对比分析证实了针刺式接地装置的降阻效果。     

接地装置模拟试验研究

接地装置模拟试验是依据电场模拟理论,将接地装置按几何尺寸等比例放大或缩小,通过试验研究,得出接地电阻与接地体形状、尺寸等诸多因素的关系。这将对实际接地装置的设计、施工起到很好的指导作用。     

改进型杆塔接地装置的雷电冲击特性计算分析

杆塔接地装置的冲击电阻大小直接影响输电线路安全,针对新疆伊犁地区特殊的地理环境,设计了一种改进型杆塔接地装置.采用ATP-EMTP仿真计算的方法对杆塔接地装置的雷电冲击特性进行了研究,并与当前普遍使用的接地电体模型进行对比,证明该接地装置在不改变接地装置总占地面积的情况下具有更好的雷电冲击特性,可用于高土壤电阻率区域.     

接地装置雷电冲击特性的大电流试验分析

降低杆塔接地电阻是改善输电线路直击雷保护效果最为有效的措施.冲击大电流下杆塔接地装置的接地电阻并不是常数,而是一个时变的非线性电阻,其值受多种因素影响.为此,使用大型冲击电流发生器,通过埋设多种形式接地极.采用现场试验研究了不同注入电流下、不同规模下接地体的冲击特性.试验结果表明,接地体的冲击特性与接地体长度、冲击电流...     

接地装置冲击接地电阻的测量与特性研究

冲击接地电阻一般用来评估雷击短路情况下的接地装置的安全性,目前国内针对接地装置冲击特性的研究相对较少,尚无法准确了解其规律及特点。为准确掌握接地装置的冲击特性,从仿真计算和场地试验两方面入手,建立了合理的接地装置暂态模型,结合土壤放电特性、频变特性及材质规格等因素进行全面综合考量,深入分析了冲击接地特性与工频特性、环境条件及工程实际应用价值等方面的影响规律。     

杆塔冲击接地电阻测量仪的开发

在现有杆塔接地电阻计算测量方法的基础上 ,研制了一台便携式杆塔冲击接地电阻测量仪 ;它先向接地体注入波头较缓、幅值较低的冲击电流 ,再采集接地体的电压与电流信号 ,经滤波后换算到标准雷电流下求出其电压响应 ,得出冲击接地阻 ;实验室及现场测试结果表明本仪器测量可信度高而且测试方便     

基于冲击电流法测量接地电阻的装置

冲击接地电阻是关系电力系统稳定与电气设备安全的重要参数之一。介绍了一种测量冲击接地电阻的装置,其利用波头较陡的冲击电流作为测试电流,通过对采集的电流及响应电压信号进行快速傅里叶变换（FFT）,最终计算出冲击阻抗值及其电阻和感性分量。并给出采用微控制器ELANSC520／133、CPLD和高速A／D转换器构成的冲击阻抗测试仪及其程序开发方案。通过装置的模拟测试结果和一组现场试验结果,验证了装置的可靠性。     

杆塔冲击接地电阻的探讨

以电路理论为基础,采用传统的接点电压法分析杆塔接地网的冲击接地电阻;通过建立目标函数,利用最优化方法———变度量法,较精确求出了雷电流双指数函数中的参数;借助于付氏级数,把双指数函数转化为频率点,这样对于雷电流的处理就类似工频电流的处理。结果表明,冲击接地电阻随接地网导体半径的增大而减小,两点注入比一点注入时冲击接地电阻要小,对工程设计提供了一定的参考。     

关于冲击接地电阻测量的探讨

工频接地阻抗测量的常用方法是IEEE推荐使用的电位降法,基于此,国内的实际操作中,测量方法大致采用远离法和补偿法。但冲击接地阻抗的测量国内外还没有比较成熟的理论。为此,通过数学模型建立目标函数,利用最优化方法—变度量法较精确地求出双指数函数中的参数;借助于傅氏级数把双指数函数转化为很多正弦函数的和。转化结果表明,冲击电流与工频电流类似,冲击接地电阻可按类似工频接地阻抗测量的方法测量;冲击电流下电压和电流引线间的互感比工频电流下大很多,冲击电阻测量时不能忽略引线间的互感。     

杆塔冲击接地电阻的计算

通过数学模型,建立目标函数,利用最优化方程—变度量法,较精确地求出了双指数函数中的参数。借助于傅氏级数,把双指数函数转化为很多正弦函数和的形式。当高幅值的雷电流经接地装置注入接地网,接地网周围的土壤会发生火花放电。将土壤火花放电等效为接地分支等效半径的增大。当等效半径很大时,对分支埋深的影响作了论述。借助于场路结合的思想,采用节点电压法求得接地网在冲击电流下的参数。整个计算是逐步逼近的过程。计算的具体实例对工程应用有一定的参考。     

伸长接地体冲击接地电阻计算

为较准确解决伸长接地体冲击接地电阻的计算问题 ,采用非线性差分电路模型 ,导出了一种考虑土壤火花放电特性的伸长接地体冲击接地电阻的计算方法。利用该法求得了伸长接地体冲击接地电阻与雷电流幅值及接地体长度的一组关系 ,计算结果与国家电力行业标准及现场试验结果接近 ,可供工程实际参考