共享铁塔防雷接地可靠性研究

共享铁塔是在电力杆塔上加装通信设备,然而电力系统和通信系统的容量、电压等级等相差较大,两者之间的相互作用不可忽略.为获取共享铁塔接地装置暂态性能,本研究参照220 kV电力铁塔和移动通信机房接地装置图纸,建立了铁塔地网和通信机房地网不同连接方式,不同连接点个数,电缆不同连接方式情况下雷击共享铁塔的暂态计算模型,研究共享铁塔遭受雷击时接地网防雷可靠性.通过分析地电位分布情况及电缆电磁骚扰情况,得到出重要结论:若考虑降低接地网的暂态地电位升峰值,宜采取两地网间距10 m;若从共享铁塔接地网的均衡性能角度出发,宜采用将通信机房置于塔下的接地方式.     

应对极端雷击情况下的变电站接地网优化设计研究

现阶段对于中小型变电站接地网的设计、建造缺乏理论指导,很大程度上只能依靠工程技术人员的经验和思维,一旦发生雷击变电站的情况往往导致站内地电位陡升,严重危害二次侧设备安全稳定运行,为了应对极端雷击变电站避雷针情况下引起站内地电位剧升的情况,针对接地网提出了5种优化措施,以站内最大地电位抬升为考核指标,分别对优化措施进行考核,在CDEGS中搭建起接地网及避雷针的试验模型,得到不同优化措施下的地电位抬升分布,试验结果表明提出的5种优化措施均能在不同程度上奏效,其中降低土壤电阻率及扩大接地网面积对于雷击变电站避雷针这种极端雷击情况下降低站内地电位抬升的效果显著,试验结果可以为现有变电站接地网应对极端雷击情况的改造、建设提供工程思路和经验,具有工程应用价值.     

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...     

雷击城轨杆塔对整流变电站的影响分析

根据城轨供电系统的特点分析了雷击城轨整流变电站附近杆塔时对整流变电站的影响方式,认为与铁轨并联的均流线和接触网末端的绝缘配置会引起雷击杆塔时过电压入侵到整流变电站,而整流变电站避雷器接地散流效果和均压效果不好是引起整流变电站事故的主要原因。针对避雷器接地和均流线接地散流和均压不良设计了新的接地装置,并用ANSYS软件对比分析了新的接地装置和原有接地装置的接地性能,分析结果表明:新型接地装置的均压效果相对于原有接地装置的均压效果其最大地电位减小了28%,同时地电位分布的均匀度相对于原有接地装置也有了较大的提高,大大减小了雷电流通过避雷器入地时对附近设备的影响,进而减小了因雷击整流变电站附近杆塔使过雷电过电压入侵到整流变电站对整流变电站设备的影响。     

输电线路杆塔接地体地电位分布特性研究

为了研究雷击输电线路时输电杆塔接地装置时的暂态特性以及地电位分布情况,通过在陕西省境内选取高压输电杆塔实地测量的方式,分析了雷电流波前时间和半波时间对地电位峰值的影响、3种不同结构接地体地电位的分布规律以及同一种接地体在不同电阻率土壤环境下的电位分布情况,试验结果表明雷电流波前时间越短、土壤电阻率越高的条件下地电位峰值...     

配电线路混凝土杆塔接地体冲击特性实验研究

为了分析雷击配电线路杆塔时的冲击特性，选择实地试验的方式进行测量工作，同时为了增加试验的可靠性及对比不同土壤电阻率环境下的杆塔冲击特性，在陕西省某地选择了两处不同土壤电阻率的同类钢筋混凝土材质杆塔进行测试，选择移动式冲击电流发生器作为本次试验的激励装置，采用三级法布线方式，测量得到了4种不同幅值的冲击电流下的杆塔接地体表面电位及杆塔周围地电位升的数据。本次试验属于配电线路杆塔防雷任务的基础研究工作，测量得到的杆塔接地体冲击特性数据及电位分布规律可以指导此类钢筋混凝土材质类型的配电线路杆塔本体及接地体优化设计工作，降低配电线路的雷击致故障概率。     

考虑多基杆塔接地散流线路临近管道雷击过电压研究

由于目前输电线路与管道常交叉、并行架设，当雷击杆塔时雷电流会沿杆塔两侧避雷线流向相邻多基杆塔，而杆塔接地散流不可避免会对临近管道产生过电压影响。针对多基杆塔接地散流下管道过电压进行仿真计算并提出管道过电压防护方法。首先利用电磁暂态软件ATP-EMTP搭建输电线路雷电暂态计算模型，计算不同土壤电阻率下多基杆塔雷电流分布特征；然后基于多基杆塔雷电流分布特征，搭建多基杆塔接地网-油气管道散流计算模型，计算分析土壤电阻率、“管-线”间距及雷电流幅值等因素对管道过电压的影响；最后对比分析“接地排流线”、“迫向换流”等方式对管道过电压的防护效果。研究结果表明：土壤电阻率增加使杆塔接地电阻变大，从而使得杆塔分流系数会逐渐减小；相较单基杆塔模型，考虑多基杆塔接地散流会加剧管道过电压问题，土壤电阻率和雷电流幅值增加将导致管道过电压升高，“管-线”间距增加会导致管道过电压降低；敷设排流线和采用迫向换流等方式均可有效降低管道电位。     

涉及风电场接地系统的人身安全性因素研究

为了系统性研究雷击过电压和工频过电压情况下的风电场周围人身安全性参数,选择了在CDEGS软件中仿真计算的方法,先后建立了单台机组接地网、升压站接地网、箱变接地网的全域计算模型。首先对升压站可能发生的工频接地故障进行计算,分析了机组附近转移电位情况,着重对和人身安全息息相关的接触电压和跨步电压进行分析;其次创新性的引入了比致颤能量Fe作为衡量雷击条件下的人身安全衡量参数,以便更加直观、科学的对涉及风电场接地系统的人身安全性因素进行对比研究;最后针对雷击条件下安全性参数不足的情况提出了两条简单可行的解决措施,并针对机组接地网互联互通进行了计算,计算的结果证实了机组接地体互联可以有效地降低流过人身的暂态电流幅值。     

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。     

出线侧避雷器对雷电侵入过电压影响研究

受变电站实际空间的限制，部分避雷器装设在变电站外的第一级杆塔上，在多重雷击下已造成多起事故。为研究该装设方式对站内热备用断路器等设备雷电侵入波过电压的影响，基于行波理论推导了考虑避雷器通过杆塔接地时的雷电侵入波过电压随设备与避雷器间电气距离的变化规律，进一步结合ATP-EMTP研究了工程实例中避雷器通过杆塔接地时的设备过电压规律。结果表明杆塔高度、杆塔波阻抗主要影响电气距离大于某一临界距离时的断路器断口过电压，杆塔接地电阻对断口过电压影响可以忽略。工程上可采取缩短电气距离、降低第一级杆塔高度、降低杆塔波阻抗等方式减小断口过电压。