接地材料对杆塔接地装置冲击接地阻抗的影响

雷电流通过接地装置散流时,接地装置本身和土壤电阻率的大小都会影响散流过程,从而影响接地装置的冲击接地阻抗。基于电磁场和电路相结合的计算方法,使用自主开发的软件,计算了接地本体材料、不同接地体长度、直径和不同土壤电阻率对冲击接地阻抗的影响,并通过时域电压波形对这几个参数影响冲击接地阻抗的机理进行分析。由计算结果可知,接地体的磁导率对冲击接地阻抗影响很大。在接地体成本固定的情况下,铜接地装置的接地体长度越长,冲击接地阻抗越小。钢接地装置的接地体长度即使增长,但由于有效长度有限,其冲击接地阻抗降低幅度并不明显。随着土壤电阻率的增大,铜接地装置的冲击接地阻抗线性增加,而钢接地装置的冲击接地阻抗增加趋于平缓。     

基于电磁场的杆塔接地体冲击特性计算分析

输电线路杆塔接地体的冲击接地阻抗决定了雷击输电线路或杆塔时的塔顶电位,从而影响线路绝缘子串两端的过电压水平,直接关系到线路的耐雷水平。接地体在雷电流作用下的冲击特性表现为火花效应和电感效应,使接地体的冲击特性明显区别于工频特性。基于电磁场理论建立了输电杆塔典型接地体冲击接地阻抗计算模型,通过模型试验验证了其准确性,得到了接地体在不同土壤电阻率和射线长度下的冲击接地阻抗,并与国际著名的接地计算软件CDEGS工频接地阻抗计算结果对比分析,进一步揭示了接地体的工频和冲击特性的差异,同时验证了接地体冲击电流下存在有效长度。     

不同针刺型接地网结构的雷电冲击散流特性影响分析

在接地网添加针刺是一种降低冲击接地电阻的有效方法,且效果随针刺短导体的布置方式不同而存在区别。研究接地体针刺的冲击散流作用特性,对比分析了针刺数量、长度、间距等影响因素对接地体冲击散流特性的影响。首先分析不同针刺对“一”字形水平接地极在冲击电流作用下的电位、电场、电流分布进行研究,其次计算不同针刺结构下的接地极冲击接地电阻、散流效率等参数并分析针刺式接地装置的降阻机制。仿真结果表明,针刺数量、针刺长度等会产生散流屏蔽效应,影响接地体的散流特性,恰当的针刺数量和长度可有效增加散流面积,提高接地体的散流效率。     

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。     

高土壤电阻率地区输电线路接地电阻研究

简述了冲击接地电阻的基本理论,提出考虑火花效应时接地体等效模型,采用电磁暂态模拟软件PSCAD建立水平接地电极Π型等值电路计算模型,仿真分析了接地电极土壤电阻率及接地电极长度对冲击接地电阻的影响。仿真结果表明,在接地电极长度一定时,冲击接地电阻随土壤电阻率的增大而增大;在土壤电阻率不变时,接地电极冲击接地电阻随接地电极长度的增大而减小,慢慢趋于平稳直到稳定。     

高土壤电阻率下的新型石墨接地材料冲击特性仿真分析

为了研究新型石墨接地材料在高土壤电阻率地区的冲击特性,研究运用CDEGS软件对新型石墨接地材料在高土壤电阻率环境下的电感效应进行分析。从不同尺寸、不同土壤电阻率两个方面与传统接地钢材料进行对比,得到如下结论:在较低土壤电阻率土壤中,冲击接地阻抗受接地体长度的影响很大;在相同尺寸情况下,新型石墨接地材料在高频电流下的电感效应比钢材料小,冲击接地阻抗也小于钢材料,尤其在高土壤电阻率土壤中,新型石墨接地材料在电感效应方面明显优于传统接地钢材料。     

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。     

电路法仿真分析水平-垂直接地体模型冲击特性

通过建立ATP-EMTP的水平-垂直接地体模型和改变模型参数,用电路法代替行波法来近似分析接地体电压的变化,并计算冲击接地电阻值。仿真得出,当土壤电阻率不变时,冲击接地电阻值随接地体尺寸的增加而逐渐减小。在高土壤电阻率情况下增加接地体长度,对降低冲击接地电阻值具有显著效果。     

输电线路杆塔及接地体雷电冲击响应分析

雷击是造成输电线路跳闸的主要原因,研究输电线路及接地体的雷电冲击响应具有十分重要的意义。为此,笔者运用电磁分析软件CDEGS建立了500 kV双回路自立式输电线路杆塔雷电冲击模型,分析不同雷电流波形、不同杆塔参数、不同土壤电阻率和不同接地体长度下输电线路杆塔及接地体上雷电冲击响应规律。计算结果表明,雷击杆塔塔顶时,避雷线分流大小与土壤电阻率成正比关系,雷电流过大将导致绝缘子击穿;雷电流波前时间越短、横担越窄、杆塔越高、土壤电阻越大、接地体越短,雷击时塔顶和接地体冲击电压峰值越高;在高土壤电阻率地区通过增长接地体长度、降低土壤电阻率能有效降低塔顶和接地体电位。     

线路杆塔的放射形接地体防雷特性优化与设计

减小雷击对输电设施造成的损害,降低接地体的冲击接地电阻是现今接地设计的重中之重,其中选择不同的接地体分布形状对杆塔的防雷特性有巨大影响.该文利用CDEGS对于两种放射形接地体进行仿真,对比研究两者的冲击特性,发现低土壤电阻率区域更宜使用标准放射形接地体;高土壤电阻率区域更宜装设人字形接地体.对于两种放射形接地体,进一步...     

输电线路杆塔及接地体雷电冲击响应分析北大核心CSCD

雷击是造成输电线路跳闸的主要原因,研究输电线路及接地体的雷电冲击响应具有十分重要的意义。为此,笔者运用电磁分析软件CDEGS建立了500 kV双回路自立式输电线路杆塔雷电冲击模型,分析不同雷电流波形、不同杆塔参数、不同土壤电阻率和不同接地体长度下输电线路杆塔及接地体上雷电冲击响应规律。计算结果表明,雷击杆塔塔顶时,避雷线分流大小与土壤电阻率成正比关系,雷电流过大将导致绝缘子击穿;雷电流波前时间越短、横担越窄、杆塔越高、土壤电阻越大、接地体越短,雷击时塔顶和接地体冲击电压峰值越高;在高土壤电阻率地区通过增长接地体长度、降低土壤电阻率能有效降低塔顶和接地体电位。     

蒙西地区典型季节变化对接地网接地阻抗影响研究

季节变化改变土壤电阻率值,土壤电阻率的改变对接地装置阻抗值造成影响。在某场区土壤电阻率监测的基础上,研究该场区埋设的不同类型接地装置阻抗变化情况。结果表明：经相关性分析,该地区全年土壤电阻率与气温变化呈强负相关,表现出明显的季节变化特性;在设计受季节变化影响较大的区域接地网时,可以通过增大接地网面积、接地网埋深,以及采用磁导率小、柔韧性好的石墨接地装置,来减小季节变化对接地阻抗值的影响,为受季节变化影响较大地区接地网设计提供参考。     

单根伸长接地体的冲击特性与仿真模型的研究

冲击接地阻抗是影响输电线路防雷等级和雷击跳闸率的重要因素。目前,通常采用模拟试验或者仿真计算来研究冲击接地阻抗,无法真实反映接地体冲击接地特性。为了研究接地体在冲击电流下的特性,本文采用大型冲击电流发生器对接地体进行真型试验研究,以多种型式接地体为研究对象,讨论了冲击电流幅值和接地极尺寸对接地体冲击特性的影响并建立了接地体冲击接地阻抗EMTP仿真模型。试验结果表明,冲击电流幅值升高、接地体长度增加或截面直径增大都会使冲击接地阻抗降低,且接地体长度和冲击电流幅值的影响均出现饱和现象;仿真结果表明,通过分段π型等值电路Models模型建立的接地体冲击接地阻抗仿真模型可有效计算接地体冲击接地阻抗。     

电感效应与火花效应对接地体及其周围土壤雷电冲击特性的影响分析

为研究电感效应、火花效应对接地体冲击特性的影响规律,区分2种效应占主导的影响范围,构建了接地体的电网络模型和考虑火花放电的迭代算法,并使用冲击大电流作用下的真型试验数据对上述模型、算法的有效性和准确性进行了验证。在此基础上,对不同波形冲击电流作用下不同长度水平接地体的冲击特性进行了仿真计算。结果表明:随着土壤电阻率的增大,接地冲击特性呈现出由电感效应影响占主导逐渐转换为火花效应影响占主导;归纳得到归一化参数的临界值为450 k A·?,可以以此定量区分电感效应影响占主导和火花效应影响占主导的范围。所得结论对于优化设计伸长接地体和水平射线的长度具有指导意义。     

基于ATP-EMTP的水平接地电极的冲击特性研究

为了研究雷电流经接地极时的冲击特性,采用电磁暂态计算程序(ATP-EMTP)仿真的方法对水平接地体在脉冲电流下的冲击特性进行分析,得出接地电极的几何尺寸和土壤电阻率对冲击接地特性产生的影响.仿真结果表明:冲击接地电阻的大小随着接地体的尺寸的增加而增大,但增长的趋势渐缓,到一定长度时趋于稳定,冲击接地电阻大小与土壤电阻率成正比.     

输电线路接地体冲击散流特性仿真计算与试验对比研究

本文对简单结构的单根水平接地体进行冲击模拟试验,分析了不同长度接地体的冲击散流规律,同时通过单根水平接地体建模仿真计算对试验结果进行验证,结果表明:单根接地体的散流呈两端散流大、中间散流少的分布规律,接地体长度和土壤电阻率对散流影响较大。     

高土壤电阻率下杆塔地网冲击降阻研究

本文采用模拟试验的方法,在高土壤电阻率中研究射线添加分支类型、分支位置、分支数量和分支长度对方框带射线接地体冲击特性的影响。从试验结果可知,垂直分支的降阻效果比水平分支明显;在射线与分支长度总和一定时,分支位于射线中间降阻效果最好,分支数量过多时会减弱降阻效果,存在一个最优分支长度,可以较为明显的降低冲击接地电阻。根据试验结果,在高土壤电阻率地区合理添加垂直分支可以有效的降低接地体冲击接地电阻。     

高速铁路综合接地系统的接地阻抗与散流特性

高速铁路综合接地系统(HRIGS)是高速铁路运行安全的重要保证,研究HRIGS接地阻抗和散流特性对于准确理解HRIGS作用机制及测量方法具有重要意义。为此,采用CDEGS数值仿真软件,建立了HRIGS贯通地线计算模型,得到了HRIGS接地阻抗与土壤电阻率、贯通地线的半径、埋深、宽度等的关系。提出了HRIGS作用范围、散流长度和接地阻抗有效测量长度的概念,并计算得到了不同土壤电阻率下这3个参数的定量数值。结果表明,随着土壤电阻率的增大,HRIGS的作用范围、散流长度和接地阻抗有效测量长度也逐渐增大。在综合接地系统作用范围内,离钢轨最远的垂直距离与土壤电阻率近似呈幂函数关系,当土壤电阻率为100?·m时,HRIGS散流长度约为4 km,接地阻抗测量有效长度约为2 km;而土壤电阻率为5 000?·m时,HRIGS散流长度达30 km,接地阻抗有效测量长度约为10 km,HRIGS接地阻抗有效测量长度明显小于散流长度。     

表层块状土壤对接地网性能的影响研究

变电站的建设会改变原始地基表层一定区域内的土壤,为研究表层块状土壤对接地网性能的影响,优化接地网的接地性能。文中运用CDEGS软件仿真了大面积表层块状土壤产生的跨步电压二次峰值现象,针对表层块状土壤的各种参数,研究了块状土壤长度L、边缘坡度tanθ、电阻率ρ等因素对跨步电压二次峰值的影响;在此基础上,搭建了接地模拟试验系统,改良了以往的琼脂冻体使用方法,验证了以琼脂冻体模拟表层块状土壤的可行性,并对块状土壤电阻率、土壤尺度等参量对跨步电压二次峰值的影响进行了模拟试验。结果表明:大面积低阻率的表层块状土壤在降低接地电阻的同时,也造成站外出现跨步电压的二次峰值;该二次峰值受块状土壤的长度和电阻率影响很大,块状土壤长度越长、电阻率越大,电压峰值就越低;块状土壤的尺度越大,改变土壤电阻率所带来的二次峰值降低效果越好。实际的变电站建设中可使土石方工程的边缘形成较小的坡度以减少实际工程量、节约投资,具有一定的工程指导意义。     

基于EMTP的水平接地体冲击时-频特性分析

提出了一种基于EMTP的接地体冲击电流作用下时-频特性分析方法,建立了考虑土壤火花放电的水平接地体时域传输线模型,利用该模型对水平接地体冲击特性进行了时域分析。通过对接地体注入电流、电压波形进行傅里叶变换,于频域内计算接地体不同频率响应下频域阻抗,详细分析了接地体冲击电流作用下的频域特性,并以此计算了接地体等效长度,分析了雷电流不同波头时间,幅值对接地体阻抗的影响。