铜覆钢作为优选接地材料的技术对比分析

因接地效果、接地材料耐腐蚀性及工程安装方便性等问题,越来越多的地网工程在使用有别于传统热镀锌钢和电焊的新材料、新工艺。各种各样的材料充斥市场,但很少有人能明白其中的差别。本文就铜覆钢新材料和其连接工艺做下比较,分析说明铜覆钢作为新接地材料的特点及连接工艺。     

铜包钢绞线在工程接地中的应用探讨

为有效的解决铜包钢绞线在实际工程接地中的应用问题,建立实心圆柱及空心圆柱导体的并联模型并推导其阻抗表达式,有针对性地研究计算铜包钢导体在工频下的自阻抗参数,并得到其等效电阻率及磁导率。通过热稳定校验得到不同材料作为接地导体的最小截面积,并选取合适的导体尺寸,利用国际通用软件CDEGS进行大型地网的接地计算。通过对计算结果的分析,验证了该方法的合理性,并发现铜包钢地网的接地参数更接近铜地网的参数。对某一工程算例,计算比较了铜、铜包钢、钢三种导体接地网的接地参数,得出铜包钢作为接地网材料具有优良的接地性能、较大的经济优势等结论。     

基于有限元法的输电线路杆塔接地网电磁特性研究

针对输电线路杆塔金属接地体在高频雷电流或短路故障电流作用下,接地电阻呈现的阻抗特性,采用有限元计算方法,对铜、钢等典型接地材料在高频电流作用下的趋肤效应与电感效应进行仿真对比。结果表明,铜材料的趋肤效应和电感效应低于钢材料,在0.05~50kHz高频雷电流作用下,铜接地体和钢接地体的交流电阻范围分别为0.764~9.383、5.969~251.550mΩ,电感值范围分别为1.473~25.171、1.434~2.213μH;2.6/50μs雷电流作用下,当接地体长度大于10m时,接地体的冲击接地阻抗明显大于工频接地电阻。     

现代炼钢电弧炉铜-钢复合导电横臂及其阻抗的工程计算

炼钢电弧炉短网采用铜-钢复合导电横臂,增加了炉子的可靠性,具有结构简单、强度高、阻抗低,以及重量轻、反应灵敏等特点。根据电流在铜-钢复合导电横臂的分布情况,对其导电截面进行近似简化,得出电抗近似解析计算公式,给出导电横臂阻抗的工程计算方法,为炼钢电弧炉短网优化及改进设计提供了依据。     

变电站接地网选用铜覆钢绞线的设计与分析

在变电站接地网建设中采用新技术、新材料能减少资源消耗和环境污染,同时可以获得较大的经济效益和减少废物排放。铜覆钢材在技术上优于钢材,在经济上优于铜材,在电网建设中具有广阔的应用前景,不仅可以提高接地网的运行可靠性,还可以有效降低接地网工程造价。介绍了220kV堡北变电站接地网采用铜覆钢绞线的设计案例,分析认为在变电站接地网设计中,选用铜覆钢绞线要比使用钢绞线好。铜覆钢绞线镀铜层均匀,厚度超过0.254mm,埋地运行寿命可以超过60年。     

特高压沪西站接地网接地阻抗测试

以上海地区首座特高压1 000kV沪西变电站大型接地网特性参数现场测量为例,介绍了该变电站接地网的基本情况、测试内容以及接地网接地阻抗测试方法。对变电站接地网接地阻抗测试用电流电压线布置和试验接线进行了阐述,并对3对异频电流法测试获取的接地阻抗数据进行了分析和校核。这为特高压变电工程1 000kV设备现场接地网交接试验及测试技术积累了经验。     

海上风电机组不同基础自然接地体的比较研究

海上风力发电机组接地网结构、所处环境等与陆上风力发电机组有显著差异。为研究海上风电机组基础作为自然接地体的问题,分别建立了单桩基础、单柱三钢桩基础、高桩承台基础和导管架基础4种地网形式的计算模型,将模型的每一个导体进行分段,再通过复镜像法求解每一段导体的格林函数,最后通过叠加定理求解基础的接地阻抗,并综合分析了典型水位变化对接地阻抗的影响。结果表明,利用海上风力发电机基础作为自然接地体能够满足电气工程生产和安全的需要,可为海上风电机组接地设计提供参考。     

输电线路杆塔接地网典型接地材料散流特性研究

锰铜、圆钢及石墨复合接地材料作为输电线路杆塔接地网常见的三种接地材料,因材料本身电磁参数的不同使得接地体工频与冲击散流特性有区别。为此针对三种典型接地材料,采用软件CDEGS对3种接地体进行仿真建模计算,分别对比分析了3种常见金属及非金属接地材料在不同频率、不同土壤条件及不同直径下的接地散流特性,阐述了接地体散流特性对接地阻抗的影响并给出结论,研究结果为输电线路杆塔接地网选材及外延降阻设计提供参考依据。     

层状组合结构轴拉条件下的裂缝饱和度分析与应用

基于裂缝扩展机理分析了裂缝扩展过程中的饱和现象,建立了层状组合结构的数值模型,分析了轴拉条件下裂缝中心区域的应力分布特征,论证了裂缝饱和度存在的客观性,探讨了荷载边界条件、材料参数与上覆压力对裂缝饱和度的影响,结合钢衬混凝土组合结构工程特性,研究了裂缝饱和度的基本规律。结果表明,轴向拉伸荷载边界条件不影响裂缝饱和度,裂缝层材料的弹性模量和泊松比越大,或相邻层材料的弹性模量和泊松比越小,裂缝饱和间距越大;上覆压力对裂缝饱和间距的影响较小。对于钢衬混凝土组合结构,轴拉条件下的裂缝饱和间距主要取决于外包混凝土厚度;布筋对钢衬混凝土组合结构的裂缝饱和度有显著影响,钢筋的埋入,相当于降低了混凝土裂缝层的有效厚度,可起到控制裂缝最大宽度的效果,建议将钢筋布置在混凝土层中部,以期增加潜在的裂缝条数,而不会出现宽度过大的裂缝。     

高速列车接地技术研究

总体阐述了高速列车整车接地技术,分析了接地导体的阻抗,提出了工程中选用接地导体的依据。对CRH3型高速列车的主系统接地模型进行了仿真计算研究,结论为此型号列车整车接地设计相对良好,但存在在正常工作状态下通过保护接地装置的电流不均衡的现象,需要针对此问题进一步研究,以改进列车的接地性能。     

基于分层大地电导率模型的电网GIC算法研究

磁暴在电网感应的地磁感应电流(Geomagnetically Induced Current,简称GIC)与磁暴强度、大地构造和电网结构等因素有关,不同深度大地电导率的差异对GIC影响很大.根据电网GIC产生过程,建立了基于分层大地波阻抗的构造模型,推导了地面波阻抗的迭代公式和地电场与地磁场的关系式,得到了基于平面波理论的大地感应电场算法,给出了该算法的实现过程和电网GIC的计算流程.根据2006年12月磁暴数据,计算了阳-淮输电系统的GIC水平.计算结果与实测数据对比表明,模型和算法是有效的,并且有精度高、计算简单等优点.     

高阻抗电弧炉变压器技术参数设计

在确定电弧炉容量及冶炼周期后,根据能量需求来确定相匹配的功率,通过对影响电弧炉冶炼匹配电功率的各种因素的研究,确定了电弧炉变压器容量的计算公式。按照高阻抗电弧炉主熔化期电弧稳定性与升温期电弧长度要求,来分别确定电弧炉变压器最高和最低二次电压。以国内某厂160 t高阻抗电弧炉的设计和运行参数为例,对本文确定的高阻抗电弧炉变压器参数计算公式进行了验算。     

Influence of spacer insulator material temperature characteristics on its electric properties

Spacer insulators are important insulating component of gas insulated switchgear(GIS). In order to analyze the influence of spacer insulator materials temperature characteristics on the electric performance, we tested the temperature distribution under work condition and the temperature characteristics of the material's relative permittivity. Then established a spacer insulator simulation model in finite element numerical simulation software to calculate its temperature and electric field. Using the temperature test results as a reference to verify the temperature calculation, and in order to analyze changes of the electric field along the surface of the spacer insulator, the temperature characteristics of relative permittivity have to be considered. Through the experimental research and simulation analysis, we found that the temperature characteristics of the spacer insulator materials have great impacts on the spacer insulator performance. When the temperature increases, the material relative permittivity also increases. In the low-temperature region of spacer insulator, the electric field intensity along the surface increases, so the electrical performance deteriorates. The conclusion of this paper can provide an important reference for further research about spacer insulator's working performance analysis.     

直流接地极及杆塔接地网附近电磁场的有限元分析

高压直流输电系统处于单极大地回线运行方式时,有很大的直流电流通过直流接地极流入大地,这将造成接地极本身及附近输电杆塔接地网的腐蚀。在理论分析接地极和杆塔接地网电磁场的基础上,应用有限元分析软件COMSOL Multiphysics,以德宝直流输电工程千阳接地极为例,建立了多层大地土壤结构下的直流接地极和杆塔接地网数值模型,添加相关边界条件,进行网格划分处理,计算分析了接地极地表电位分布规律,并对杆塔接地网附近电位及泄漏电流密度进行了研究,结果发现:接地极地表电位沿径向距离逐渐降低;杆塔接地网本体上的电位最高,接地网的射线末端泄漏电流密度最大, 射线首端的泄漏电流密度最小,接地网矩形与射线的连接处电流密度有突变。该研究对掌握直流接地极及杆塔接地网周围电场分布情况和腐蚀规律,具有重要的意义。     

基于紧凑型光电传感器的复合绝缘子内部缺陷检测方法研究

为了能够有效地对复合绝缘子的内部缺陷进行监测,通过有限元法和现场试验研究了紧凑型光电电场传感器检测复合绝缘子内部缺陷的方法。首先,依据实际110kV复合绝缘子的实际尺寸和材料属性建立了三维有限元模型,导通性缺陷分别设置在复合绝缘子的高压端、接地端和中间端,研究了不同位置和不同程度的导通性缺陷对周围电场分布影响;然后基于有限元仿真计算研究了复合绝缘子周围轴向电场和径向电场分布的变化。结果表明,当复合绝缘子存在内部导通性缺陷时,径向电场分布的变化相对轴向电场分布的变化要更为明显;不同位置的导通性缺陷导致电场分布变化的特征不同;不同严重程度的导通性缺陷导致电场分布的畸变量会随着导通性缺陷的严重程度的增加而增加;最后,通过试验验证了EOEF传感器检测高压复合绝缘子的内部缺陷的有效性。这对于在非固定端检测获取缺陷信息有着重要的意义。     

水平直流接地极暂态温度场分析

为分析水平直流接地极温升特性,采用ANSYS软件建立了长9m的水平电极电热耦合动态模型,仿真计算了水平直流接地极暂态温升,获得了暂态温度场的分布规律和温升曲线,与试验结果对比分析表明,水平电极的散流、温升分布呈显著的端部效应,整体呈U字型对称分布;电极端部温升速率最高,幅值最大。仿真计算焦炭床截面对电极暂态温度场的影响表明,增大焦炭床截面可显著降低电极温升,温升最高点位于焦炭床端部周围的土壤中。     

输电线路杆塔辅助接地网降阻效率及影响因素研究

输电线路杆塔接地网能够有效降低接地网接地阻抗,保证雷击电流安全地流入大地,实际杆塔施工过程中存在地形受限、盲目施工、降阻效率低等问题.对此,采用防雷接地领域中的CDEGS软件建立双边、单边、方框、垂直4种辅助接地网形式,通过改变外延长度、电流频率、土壤电阻率及土壤结构等因素分析比较4种辅助接地网的散流特性和降阻效率,进...