输电线路深井掏挖桩井壁外敷接地特性研究

现行杆塔混凝土桩基内部钢筋骨架受混凝土介质电阻率的影响散流效率低，提高掏挖桩基散流性能可有效降低接地电阻并减少耕地开挖面积。本研究根据实际杆塔掏挖桩基结构与施工工序，提出深井掏挖桩井壁外敷接地结构模型并验证其降阻效率。首先，根据实际杆塔深井掏挖桩尺寸结构，建立柔性接地材料缆体外敷、面状外敷和组合外敷3种垂直接地模型。然后，分别计算3种井壁外敷结构在单桩情况下的接地电阻变化规律及影响因素，并分析不同接地模型的混凝土桩基散流密度特征。最后，计算整塔四桩基采用井壁外敷结构的降阻效率并与常规方框射线型接地网进行对比。研究结果表明：杆塔掏挖桩基采用井壁垂直外敷，可以明显改变深井掏挖桩基在垂直维度上的散流结构与电流密度分布规律，相比于常规方框外延射线型接地结构，3种井壁外敷方式均能有效降低杆塔接地电阻并节省水平耕地开挖面积。仿真结果可为在有限施工面积下设计掏挖桩基接地结构提供参考。     

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。     

杆塔基础外敷螺旋接地装置的冲击散流优化研究及其应用

为有效降低高压输电线路杆塔接地装置的雷电冲击接地电阻，本研究充分利用杆塔基础的垂直空间，采用一种螺旋状接地装置沿杆塔基桩表面敷设直至基桩底部，在更大限度散泄冲击电流的同时降低水平外延射线的铺设难度。研究了冲击接地电阻的原理及其在CDEGS软件仿真计算中的实现方法，并对计算方法进行了可靠性验证。建立考虑雷电流冲击下的土壤非线性电离的接地模型，研究不同雷电流幅值、土壤电阻率下螺旋接地装置的冲击特性，从而进行螺旋结构的优化选择；以110 kV输电杆塔典型四角放射型接地网为原型，对比计算双层土壤下杆塔基础外敷螺旋装置前后所需外延射线的长度，分析杆塔基础外敷螺旋接地装置的应用效果，为螺旋接地装置的推广使用提供理论基础以及方法参考。     

杆塔接地网降阻剂降阻效率及影响因素研究

现行输电线路防雷工程采用降阻剂进行降阻时往往面临盲目施工、降阻效率低,降阻长效性差等技术瓶颈。采用CDEGS仿真计算软件建立"一"字型与方框射线型接地网模型,分别针对降阻剂的使用量、材料参数、敷设位置等因素对其降阻效率的影响规律进行计算。通过仿真计算说明不同接地网面积与土壤条件对降阻剂降阻效率的影响,根据仿真计算结果对实际输电线路杆塔接地网采用降阻剂降阻提出相应的施工建议。     

柔性石墨复合接地模块接地特性研究

输电线路杆塔接地网在外延、垂直接地等措施受限时常采用辅助降阻材料降阻,实际接地工程采用接地模块时缺少统一规范性指导,在应用时存在一些盲目施工、降阻效率低等问题。采用CDEGS软件针对新型辅助降阻材料——柔性石墨复合接地模块的接地特性进行仿真计算研究,针对"一"字型、方框型以及方框射线型接地网采用柔性石墨复合接地模块时的降阻效率进行计算,分析模块敷设位置、敷设密度、敷设方式、接地网面积等因素对接地特性的影响规律,针对实际输电线路采用柔性石墨复合接地模块降阻给出相应施工建议。     

基于CDEGS降阻材料对接地电阻影响的仿真

为了提高杆塔接地装置的降阻效率,通过电磁分析软件CDEGS建模,研究了降阻材料敷设厚度和敷设位置对接地电阻的影响。结果表明:随着降阻材料敷设厚度的增加,一维直线型接地装置的工频接地电阻和冲击接地电阻的降低呈现出先快后慢的趋势,并且土壤电阻率越高,接地电阻降幅越明显。至于敷设位置,对于放射型接地极,土壤电阻率为100～2 000Ω·m时,对射线敷设就可以达到全部敷设的降阻效果。对于复合型接地极,仅射线敷设和仅垂直接地极敷设降阻效果相同。土壤电阻率为2 000Ω·m时,射线、垂直接地极均敷设和全部敷设的降阻效果相差不大。仿真结果证实了降阻材料的有效性,并为其现场施工提供了一定的参考建议。     

石墨烯复合接地装置在杆塔接地中的应用

针对高土壤电阻率、强腐蚀土壤环境下输电线路杆塔接地装置降阻困难、腐蚀严重、敷设不便等实际问题,应用一种接地新型材料—石墨烯复合接地装置,可有效解决上述问题。本文简要概述了石墨烯复合接地装置的组成及特性,对比分析不同土壤电阻率下镀锌圆钢、石墨基柔性接地体与石墨烯复合接地装置的工频与冲击接地电阻特性,计算分析工频故障电流通过接地装置散流时的跨步电位差分布特性,最后通过500 kV线路杆塔接地装置实际应用证明该材料可有效满足实际工程需求。     

杆塔钢筒基础桩冲击散流特性研究

降低杆塔冲击接地电阻是输电线路防雷重要措施,杆塔接地系统的冲击散流特性主要受接地装置形状及土壤结构影响.应用CDEGS仿真研究了预制钢筒桩基础及其接地系统的冲击散流特性,获得了锚栓长度及数量、分层土壤结构以及加装水平接地极对钢筒桩基础冲击散流的影响;并在此基础上提出了应用预制钢筒桩基础降阻策略.可为输电线路接地工程提供...     

适于降阻的输电杆塔预制式钢筒桩基础的优化方法

输电杆塔接地装置的接地电阻直接关系着电力系统输电线路的防雷保护效果。钢筒桩基础在输电线路杆塔中的作用是保证杆塔结构的稳定性，并未充分利用其降阻效果，提出了一种不同土壤电阻下，适于降阻的钢筒桩优化长度的计算方法。利用CDEGS接地计算软件对钢筒桩基础的降阻效果计算，得到了不同土壤电阻率下钢筒桩基础的长度与杆塔工频接地电阻的关系变化曲线；以单位长度降阻率的阈值为指标，选取了钢筒桩的最优长度。针对高土壤电阻率地区钢筒桩基础自然接地的工频接地电阻仍不满足规程规定的问题，采用水平接地体和钢筒桩基础共同构成输电杆塔的立体式接地装置的设计方案，并给出了设计实例，以满足规程要求，为实际输电杆塔接地装置的接地设计提供了方法指导。     

复杂土壤结构对杆塔接地装置冲击 特性影响分析

随着电网输送距离的增大,输电线路不可避免要跨域河流、山地等复杂地形,准确计算复杂土壤结构中杆塔接地装置的接地参数及其冲击散流特性是输电线路杆塔接地装置优化设计的基础。本文基于有限元数值计算方法,建立了考虑河流、山体的块状土壤结构模型,对接地装置散流过程土壤中电流密度和电场强度进行分析;并对河流与接地装置的距离、山体的坡度、山体顶面积对接地装置冲击接地电阻的影响进行定量的分析。结果表明:高土壤电阻率地区,接地装置与河流距离小于5 m时,河流对接地装置散流以及冲击接地电阻影响较明显;当山体顶面积为20 m×20 m时,坡度5°≤α≤75°,接地装置敷设于山顶和山侧时,接地装置冲击接地电阻值分别增加了79. 6%和32%,山体输电线路防雷设计应综合考虑山顶面积和坡度对接地装置散流和冲击接地电阻值的影响。