考虑火花放电等效半径的输电线路杆塔伸长接地体的冲击接地计算

提出了考虑火花放电等效半径的输电线路杆塔水平伸长接地体冲击接地的数值计算模型。应用该模型进行了火花半径、接地体冲击地电位分布、电流波形及冲击接地电阻的计算。     

杆塔接地体冲击散流分布试验研究

冲击电流作用下接地体的表面散流分布对接地体的冲击接地电阻有决定作用。分别在均匀土壤（23 Ω?m）和水平双层土壤（上层砂土2 180 Ω?m,下层土壤23 Ω?m）条件下,对不同型式的方框带射线接地体进行了模拟试验,从散流不均匀度和散流分布的角度,分析了土壤电阻率、冲击电流波前时间和峰值的影响,研究了常用改型方法的效果。结果表明,土壤电阻率越低、冲击电流波前时间越短、冲击电流幅值越高,则接地极散流越不均匀;方框带射线型接地体射线的末端散流一般大于首端和中部的散流,水平射线的中部散流比例基本不受冲击电流幅值的影响;在方框带射线型接地体的射线上添加水平分支及垂直分支能起到很好的降阻效果     

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。     

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41.59kA,电流波形为6.02/20.24μs,另一次峰值为29.59kA,电流波形为4.8.11μs.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.同时针对ATP仿真法中常用的接地体仿真模型提出质疑,冲击接地电阻仿真计算结果不随雷电流波形参数发生变化,而且雷电流和地电位升高波形峰值不能体现出时间差,这是因为火花放电使冲击接地电阻非定值.     

基于有限元法的水平接地体冲击接地电阻计算与分析

杆塔冲击接地电阻是输电线路防雷接地的重要技术参数-传统冲击接地电阻计算时,通常将接地体各段的电感视为常数,忽略了各段之间的互感,造成冲击接地电阻计算精度较差:基于此,采用有限元法计算并分析了考虑互感的输电线路杆塔水平伸长接地体冲击接地电阻。采用ANSYS对不同长度接地体上的电感进行计算,得出其走势,并分析变化规律;进行了分布参数电路模型的仿真计算,与传统公式的冲击电压波形及接地电阻计算进行对比。结果表明:水平伸长接地体上的电感大致呈现两端小,中间大的规律,数值最高相差2.4倍;在低土壤电阻率环境下,考虑了自感和互感的模型所得的数据更加符合实际结果,因此在多种接地装置的冲击接地电阻分析中可以取代传统经验公式计算。     

伸长接地体冲击接地电阻计算

为较准确解决伸长接地体冲击接地电阻的计算问题 ,采用非线性差分电路模型 ,导出了一种考虑土壤火花放电特性的伸长接地体冲击接地电阻的计算方法。利用该法求得了伸长接地体冲击接地电阻与雷电流幅值及接地体长度的一组关系 ,计算结果与国家电力行业标准及现场试验结果接近 ,可供工程实际参考     

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。     

考虑土壤电离动态过程的接地体有限元模型

准确地分析接地装置的动态冲击特性是接地优化设计和输电线路防雷计算的基础。针对冲击电流下接地导体周围土壤电离区域的时变性及其沿接地导体分布的不均匀性,基于电磁场理论,建立了考虑土壤动态电离过程的计算接地体冲击特性的有限元模型。其中对于冲击电流经接地体流散产生的地中时变电磁场,采用空间电磁场有限元格式与时域有限差分格式相结合的算法,计算接地体冲击散流的动态物理过程;将离散土壤单元的电阻率设置为对应时刻该单元电场强度的函数,实现由时变的空间电场分布控制土壤特性,准确地模拟冲击散流过程中土壤参数的分布时变性;同时,引入空间坐标变换解决了有限元计算中无穷散流空间与有限的计算资源之间的矛盾,在保证计算准确度的基础上减少了计算量。通过与文献数据以及接地装置冲击散流特性模拟试验结果的对比,验证了该计算方法的有效性。     

接地网电流分布的测量与分析

由于在实际接地网中测量接地网电流是不可能的，因此，提出了一种实验室接地模拟的方法来分析实际接地网的电流分布，即在实验水池中，用电量隔离传感器测量接地网的电流分布，测出不同接地网——单根垂直接地体、十字形接地网、水平接地网、复合接地网的电流分布，所得的实验结果为研究接地网中的电位分布及接地网的设计提供较准确的科学数据。