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。     

变电站接地网雷电冲击参数计算

应用节点电压法和电磁场理论,建立变电站接地网模型,得到不同频率下接地网频率特性,通过傅立叶变换得到雷电冲击下时域响应。模型考虑了接地导体电阻、自感、电容及导体间互感,分析了电流注入点、土壤结构及接地体材料等因素对冲击接地阻抗的影响。     

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。     

输电线路杆塔冲击接地阻抗测量

对冲击电流下输电线路杆塔的接地阻抗特性进行了论述,并选取其中3种影响冲击接地阻抗感性分量的因素做了图表分析,最后利用基于冲击接地法的频谱法分别进行实验室模拟试验和巴中江城输电线路部分杆塔接地体的现场试验,取得了理想的测量效果。实践表明该方法对今后接地阻抗的测量工作有指导性意义。     

垂直接地体冲击电流作用下接地电阻的测量

用冲击电流发生器对垂直接地体冲击接地电阻进行了试验 ,分析了试验中各种干扰的影响 ,给出了试验结果     

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.     

基于频域分析的接地网接地点雷电压波形数值计算方法

文章将接地网的频域阻抗计算方法应用到接地网的接入点冲击电压计算中,采用双指数雷电流模型仿真雷电冲击接地网的情况,最后通过傅里叶变换和反变换得到了接地网接地点雷电冲击电压的时域波形。     

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。     

垂直接地体对大中型接地网降阻的计算

从垂直接地体降阻作用的理论分析入手,通过边界元法进行数值计算,探讨了多种情况下垂直接地体对大中型接地网的降阻作用。结论为:大中型接地网使用垂直接地体或深孔接地电极来降低接地电阻其效果不明显。     

冲击电流下接地极屏蔽效应的试验研究

Generally,the flow of a lightning impulse current from a grounding electrode into ground is a very complicated process determined by many factors.In order to analyze the mechanism of the impulse current dissipating in the earth from grounding electrode,the experiments that had been carried out by other authors almost used a single horizontal grounding wire or vertical grounding rod for sake of simplicity.However,in practical conditions,most of the grounding systems are constructed of grounding electrodes with branches in different directions.In this study,basing on the principle of dimensional similarity,impulse simulation experiments are performed on the common ground electrodes with conductor branches.This paper focuses on analyzing the impulse current dispersal regularity of different branches when injecting at one point.Comparing with the leakage current distribution of a single ground electrode,it is found that the leakage currents along the branches increase with the distance to the current feed point,and the more conductors near the injection point,the more uneven the leakage current distribution is.This work indicates that shielding effect should be taken into account when analyzing the impulse characteristics of grounding electrodes.     

垂直型接地极在±800 kV普洱换流站的应用

为满足跨步电压的要求,常规水平浅埋型接地极对极址要求很高,而垂直型接地极可有效解决接地极跨步电压过高的问题,大幅降低极址的选择难度。针对±800 kV普洱换流站接地极的工程实际,分别对采用水平型和垂直型的接地极设计方案进行了仿真计算,结果表明：仅垂直型接地极方案满足接地极跨步电压的设计要求。鉴于垂直型接地极的诸多优点,因此将成为换流站接地极的重要类型之一。     

A Study of Mutual Coupling between Vertical Grounding Electrodes

This paper investigates the mutual grounding impedance between vertical grounding electrodes based on field measurements and FDTD simulations. In the case of vertical electrodes, the mutual impedance between the electrodes is almost completely independent of the electrode length, and thus the induced voltage is nearly constant as the electrode length becomes longer. This characteristic is different from that of an overhead conductor, where the electromagnetic‐induced voltage is proportional to the conductor length. The greater the separation distance between the electrodes, the smaller the induced voltage, as in the case of an overhead conductor. The propagation speed increases as the separation increases. It is found that the speed is not necessarily proportional to the inverse of the relative permittivity of the earth.     

一次人工引雷雷电流和地电位升高监测

根据2006年夏季在山东滨州地区的一次火箭引雷试验观测中雷电流和地电位升高的资料．对雷电作用于伸长接地体上引起的地电位升高和接地电阻特性进行分析。从波形可以看出,雷电过程中有两次回击,一次峰值为4159kA,时间参数为602/2024μs,另一次峰值为2959kA,时间参数为48/11μs。以往对接地体的冲击特性研究都是限于试验室中的标准波形,此次试验反映出真实雷电过程中接地体的接地电阻变化特性。同时采用ATP仿真法计算出水平接地体在雷电流下的冲击援她电阻,与实际情况进行比较。结果显示,仿真计算结果不随雷电流波形参数发生变化。雷电流和地电位升高波形峰值存在时间差,仿真中不能体现这一特点。     

Breakdown conditioning characteristics of long gap electrodes in a vacuum

An improvement in dielectric strength is required in vacuum circuit breakers (VCBs) intended for use in higher voltage systems. In order to develop higher voltage VCBs, it is important to improve the dielectric strength in a vacuum based on consideration of the vacuum breakdown mechanism. Particularly for gaps longer than 10 mm, little is known about the breakdown mechanisms and their quantitative analyses in a vacuum. This paper discusses the breakdown conditioning characteristics of long gap electrodes, under a non-uniform electric field in a vacuum. We treat gap lengths of up to 50 mm in this paper. The conditioning characteristics are investigated under impulse voltage applications. A negative standard lightning impulse voltage was applied to rod-plane electrodes made of Cu-Cr and SUS304 for different tip radii and gap distances until the conditioning effect was completed. We observed illumination spots on electrodes at each breakdown during the conditioning process and calculated the corresponding breakdown field strengths. Experimental results revealed that the tendency of breakdowns associated with long gaps is different from that for the short gaps. As a result, we clarified that the breakdown field strengths are nearly constant at 110-120 kV/mm at the distances longer than 10 mm, and the breakdown field strength is at its maximum when the gap distance is about 5 mm.     

特高压变压器长波前时间雷电冲击试验及其等价性分析

特高压变压器高压线端雷电全波冲击试验具有波前时间延长的特点。为了解决较长波前时间雷电全波冲击试验不能完全考核验证按标准波前时间设计的雷电冲击特性这一问题,考虑到雷电全波冲击电压的波前时间实际上主要影响绕组的纵绝缘,波前时间延长可能会对某些纵绝缘的考核偏松,而截波冲击试验对绕组首端附近部位纵绝缘冲击梯度的考核较全波冲击试验更为严格,指出截波冲击试验可弥补全波冲击电压波前时间延长的缺陷。结合双绕组模型低电压的冲击测量实例,对截波冲击与全波冲击作用下的绕组电位及梯度分布进行了等价性分析和比较,得出对于例行试验的变压器产品,可将截波冲击试验作为较长波前时间全波冲击试验的补充试验项目,从而完善了特高压变压器雷电冲击试验的顺序。     

特高压直流对500kV变压器直流偏磁的影响分析

直流系统单极运行时会在周边变压器中引起直流偏磁,以江苏苏北电网±800 k V晋北—南京、±800 k V锡盟—泰州、±800 k V陇彬—徐州特高压直流工程为例,研究其对500 k V变电站直流偏磁的综合影响。兼顾各接地极附近土壤情况,采用综合水平多层土壤模型,建立了苏北电网直流系统模型,对单条或多条直流线路同时单极运行时附近变电站的偏磁电流进行仿真分析。结果表明:土壤电阻率越大,距离接地极同一位置处地电位越高;多条直流线路同时单极运行时主变偏磁电流数值等于各单条直流线路单极运行时的代数和;相邻变电站的抑制措施应综合考虑。     

AC/DC并联输电系统大扰动短期电压稳定PDSR

通过对典型交直流并联输电系统的仿真研究发现,在给定事故、直流功率及控制方式下,在发电机节点有功功率和电压幅值、负荷节点有功和无功功率以及直流传输有功功率的决策空间上,保证交直流并联输电系统大扰动短期电压稳定性的实用动态安全域(practical dynamic security regions,PDSR),在较大范围内仍可由描述各节点注入上、下限的垂直于坐标轴的平面、极少数几个分别对应于不同失稳模态的描述大扰动短期电压稳定性的临界超平面和平衡节点所对应的约束面围成。同时发现:当采用整流侧定电流和逆变侧定电压控制方式时,或者低压限流器的参数VL取值较大时,PDSR将扩大;当直流传输功率的不同、直流定功率控制(功率值不变)测控点选择不同和负荷中感应电动机所占的比例不同时,PDSR临界超平面具有平移性质。     

100kV强流重复脉冲放电装置

本文研制了一台参数为１００ｋＶ、１０ｋＶＡ、１０Ｈｚ的重复脉冲放电装置,放电电流１０ＫＡ左右。充电系统采用Ｌ－Ｃ变换器恒流充电技术,充电效率大于９０％;三电极间隙和触发系统结构简单,使用方便,开关工作范围大于５０％;控制系统抗干扰能力强,保证了重复频率下的稳定运行。     

高海拔超高压绝缘子串雷电冲击伏秒特性

绝缘子串雷电冲击伏秒(V-s)特性曲线对于输电线路防雷设计和并联间隙装置设计具有十分重要的意义。为深入了解该特性,在特高压工程技术(昆明)国家工程实验室对220kV 14片XP-70瓷绝缘子串以及与其干弧距离长度相同的复合绝缘子、500kV 28片XP-70瓷绝缘子串进行了雷电冲击V-s特性试验。试验表明:绝缘子串V-s特性与其干弧距离成正比关系,和材质无关;瓷绝缘子串闪络时,电弧从绝缘子串高压端逐片向上爬升,但在接地端会短接最后2～5片绝缘子,而复合绝缘子则在高压端和接地端之间直接形成放电通道,并可能有次要发展通道存在。