杆塔地网冲击电阻特性研究

改善输电线路杆塔接地装置的冲击特性、降低冲击接地电阻是减少输电线路雷击事故,提高供电可靠性的有效方法.根据相似理论进行的模拟试验,比较了多种接地电极的冲击接地电阻特性.对一种地网结构模型进行的真型试验论证了模拟试验的结论,为合理选择接地电极型式和改善冲击特性提供理论及试验依据.     

接地系统中接触电阻的仿真模型及其影响因素分析

接地装置与土壤间的接触电阻的正确估算,对于提高接地网设计施工水平、合理选择接地导体规格都有重要意义。但其准确值尚无科学的计算方法,所以在实际工程设计中一般无法准确考虑。为此,通过建立一种接触电阻的仿真分析模型,利用有限元工具ANSYS,就不同工况对接触电阻的影响进行了分析;仿真计算结果表明,接地导体规格、土壤特性是影响接触电阻大小的主要因素;为了便于计算复杂接地网的接触电阻,在原模型的基础上建立了一种简化模型;依据简化模型、利用接地分析软件CDEGS对不同接地网的接触电阻进行了计算;最后提出了实际工程中减小接触电阻的方法,为接地设计及施工提供了参考。     

接地装置模拟试验研究

接地装置模拟试验是依据电场模拟理论,将接地装置按几何尺寸等比例放大或缩小,通过试验研究,得出接地电阻与接地体形状、尺寸等诸多因素的关系。这将对实际接地装置的设计、施工起到很好的指导作用。     

变配电接地装置的技术、安全要求及施工方法

系统地介绍了在大接地短路电流系统中的接地装置施工的技术要求和施工规范，以及接地装置的选材，不同施工场所的土壤电阻率，工频接地电阻的计算，接地体的敷设形式，施工中需要适意的事项及安装工艺。重点提出了如何在多石土壤、砂砾、岩石等高电阻率的场所实现低接地电阻的设计要求。对电力设备接地装置的接地电阻达不到要求的，因地制宜采取一些人工降低接地电阻的方法改善土壤的流散电阻，保征人身和电力设备的安全。     

复杂土壤结构对水电站接地装置散流机理影响分析

准确计算复杂土壤结构中接地装置接地参数及其散流机理是水电站接地装置合理优化设计的基础。提出考虑大范围复杂土壤结构的接地装置有限元计算方法,针对有限元数值计算方法中大范围求解区域和接地导体截面尺寸的差异导致的计算量过大问题,采用二维接地导体与三维散流土壤耦合的有限元数值计算方法;基于有限元模型分别建立垂直三层土壤模型、块状土壤模型以及落差土壤模型,对接地装置散流过程中土壤中的电流密度、电场强度分布规律进行了详尽分析;并对河道两岸土壤电阻率、河水深度对水电站接地网散流过程及接地电阻的影响规律进行了定量分析。对比分析了三种不同土壤模型对水电站接地网散流过程及接地电阻的影响规律,结果表明河水深度是影响接地装置散流过程的重要因素,复杂土壤结构中水电站接地网设计中宜采用考虑实际河水深度的块状土壤模型和落差土壤模型。     

杆塔的冲击接地特性现场试验研究

为研究输电线路杆塔接地装置的冲击特性,获得真型杆塔接地装置的冲击试验数据,采用便携式的冲击电流发生器对现场还未挂线的杆塔进行试验,获取杆塔自然接地、人工接地以及两者组合接地方式下电气性的冲击特性随冲击电流峰值变化的曲线。结果表明,冲击接地电阻随冲击电流幅值变大而减小;自然接地装置在实际工程应用中对降低冲击接地电阻起到了很大的作用,为进一步研究取消人工接地装置提供了有效的试验数据。     

建筑防雷接地的一种处理方法

说明建筑防雷接地利用钢筋混凝土柱筋作为引下线和利用钢筋混凝土基础内钢筋作为接地极时设计和施工应注意的测量问题。指出利用柱和基础钢筋作为接地装置并不一定满足接地电阻要求，因此接地电阻的测量应在地基梁施工完后进行，以免在工程全部竣工时因接地电阻不满足要求而造成损失。     

雷击风机时叶片和塔筒对接地装置冲击接地特性的影响

风机接地装置的冲击接地特性评估方法目前仍缺少指导规范。实际雷击中雷电流在经过叶片和塔筒时会在其中形成波过程,对接地装置的冲击接地电阻和地电位升(GPR)产生影响。为此,通过矩量法和Fouier变换的仿真计算,探讨了在不同叶片和塔筒总高度、不同土壤电阻率、不同接地装置尺寸和不同雷电流波形的情况下,在风机遭遇雷电流时叶片和塔筒对接地装置冲击接地特性的影响,并运用波过程理论对影响机理进行了分析。通过计算可以发现,由于在风机遭遇雷电流时叶片和塔筒中雷电流波会发生折反射,所以实际地电位升会出现振荡,从而会对接地装置的冲击接地电阻产生影响。     

风电机组典型接地装置的降阻措施冲击试验研究

良好的接地装置是风电机组防雷的重要保证,而冲击特性是衡量风电机组接地装置电气性能优劣的重要指标。文中采用冲击大电流试验装置模拟雷电流,对风电机组典型接地装置—环形接地体及其在不同土壤环境下的改型结构进行冲击特性模拟试验。引入了冲击特性变化率的概念来定量描述冲击电流峰值对接地装置冲击接地电阻的影响,其值大小反映影响强弱,符号反映影响趋势,结合冲击特性变化率对试验数据进行对比分析,结果表明:针对上层电阻率高、下层电阻率低的土壤结构,加装深入到下层土壤的垂直接地体可显著降低接地装置的冲击接地电阻,但其冲击特性变化率由-0.36Ω/k A变化到-0.07Ω/kA;在总接地体长度不变的情况下,将环形接地体改型为环形和水平射线的组合接地体可在电流峰值一定范围内降低接地装置的冲击接地电阻,但更为显著的是接地体的冲击特性变化率变化到-0.8Ω/kA。试验结果对风电机组接地装置降阻改型及其研究工作有一定指导意义。     

高压架空输电线路测试技术(2) 防雷接地电阻测试

接地电阻测量现场的实际情况往往比较复杂,由于有的检测人员对接地电阻测量的方法缺乏了解,产生了许多误解和误测,影响了防雷检测工作的正常开展,笔者整理了一些接地电阻侧量的资料并结合实测经验写出此文,供参考。1接地电阻的定义和表达式接地电阻就是通过接地装置泄漏电流时表现出的电阻,它在数值上等于流过接地装置入地的电流与这个电流产生的电压降之除。     

电位降法测量接地电阻时电流极引线长度的影响

讨论了电流极引线长度对变电站接地电阻测量误差的影响,分析得到了不同土壤结构所要求的电流极引线长度。采用反向法测量接地电阻时,测量得到的接地电阻比真实接地电阻要小,但可将反向法测量得到的接地电阻作为变电站接地电阻测量值的下限。采用全球定位系统(global positioning system,GPS)确定测量电极与接地网之间的距离后,能够根据电位降法比较准确地测量接地电阻。实际测量结果表明,如果电流极引线过短,可通过辅助分析的方法得到实际接地电阻的电压极补偿点位置。     

基于回归分析法的特高压直流接地极线路故障测距方法研究

实现特高压直流输电工程接地极的准确故障定位有利于提高故障排查效率,对确保接地极及高压直流输电系统的正常运行具有重要现实意义.文章提出了基于回归分析法的特高压直流输电工程接地极线路故障定位方法.分析了接地极线路发生不同类型故障时的电气量变化特征,研究了暂态过电压的形成原因.基于故障后稳态电压和电流的直流量给出了过渡电阻的求解方法,通过回归分析法建立了不同过渡电阻下故障位置与暂态过电压的关系模型,实现了不同过渡电阻下的故障定位.应用于某工程±800 kV接地极系统中的仿真算例结果表明,该方法具有较高的故障定位精度,且对不同故障过渡电阻具有较好的适用性.     

变电站接地电阻的短距测试法研究

变电站接地电阻的传统测试方法要求要有较长测试引线,因受测试环境的限制,有时难以实现。研究了一种实际中更为可行的接地电阻的短距测试方法,用该方法测试时,在电流极位置确定的情况下,通过仿真计算确定出电压极的设置位置。用短距测试法对模拟接地网进行了实测,并与用电位降法和0.618法的测试结果进行了比较和讨论。测试结果表明,短距测试法可较准确地测得接地网的接地电阻,同时测试引线的长度得以大大缩短。     

采用有限体积法的特高压直流输电系统接地极稳态温度场仿真分析

在接地极计算中,需要计算的不仅仅是接地极附近的电流场,由电流场引发的温度场也需要同时计算。为此,介绍了采用有限体积法的特高压直流输电接地极稳态温度场计算方法。首先将场域在3维空间内划分为若干个互不重叠的单元,每个单元用中心点代替;然后根据热平衡方程,推导出描述温度场的离散方程组;最后求解方程,得到场域内所有节点的温度,从而获得稳态温度场中的最高温度。在对同1个模型的稳态温度场计算中,通过比较该算法以及MATLAB计算结果,验证了有限体积法的正确性。将该算法用于实际工程中接地极稳态温度场的计算,通过对比若干组计算结果,得到了土壤最高稳态温升与接地电阻的平方、入地电流的平方成正比,与土壤热导率成反相关的结论。最后对于实际工程的应用中,提出通过减小接地极的接地电阻来减小土壤最高稳态温升的合理建议。     

有限元分析法在变电站接地电阻短距测量方法中的应用

运用有限元计算软件ANSYS对变电站接地电阻的短距测量方法进行了研究。借助于ANSYS中的电流场分析模块,对引入电流极前后接地网的地表电位分布进行了计算分析,并根据补偿法原理计算得出电压极的测量位置。依据该计算分析结果,对接地网的接地电阻进行了实际测量。实验结果与计算结果吻合良好,验证了有限元分析在接地电阻短距测量法中应用的有效性。在此基础上,再次利用ANSYS对分层土壤的情况进行了研究分析,体现了有限元分析方法的灵活性与实用性。     

垂直型直流接地极散流特性试验研究

垂直型直流接地极占地面积小,能将电流导入地底深处,有利于改善跨步电压和接触电势,对环境影响小,是一种可行的新型直流接地极布置方式,但垂直型接地极存在散流分布不均匀的问题。用接近实际工程的方法埋设了3根垂直型直流接地极,并注入直流电流,模拟接地极真实运行环境,对其散流特性、电流分配、接地电阻、跨步电势和利用系数进行了测量。试验表明,接地极散流不均匀,下部散流大于上部,且存在明显的端部效应,但由于其将电流导入地底深处,有效地改善了跨步电势;多根并联接地极间的电流分配受接地极之间的屏蔽作用和接地极接地电阻的共同影响;试验测得的利用系数与理论计算值具有较高的吻合程度,验证了理论计算方法的准确性。     

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.     

接地网垂直接地极地表传导电流分析

垂直接地极作为一种有效降低接地网接地电阻的方法,在接地网图纸缺失或图纸与实际不符情况下,面临准确探测位置等问题。根据安培环路定律,提出通过测量地表传导电流来探测接地网垂直接地极位置的方法。通过理论公式推导,推算垂直接地极及其连接地网支路在地表产生的传导电流分布情况;再构建有/无垂直接地极的接地网模型,仿真垂直接地极对地表传导电流的影响。理论分析和模型仿真验证表明,测量地表传导电流能够有效地探测垂直接地极位置,方法简单,可进一步用于接地网3D结构成像。     

输电线路杆塔接地电阻的简化计算

输电线路杆塔接地设计中,通常应用经验公式计算杆塔接地电阻,计算精度有限.为此,考虑到接地导体扩散电流的不均匀性,对接地导体进行分段处理,计算各分段导体的自电阻系数和互电阻系数,进而求得接地导体的接地电阻.可根据精度要求确定分段数量,分段数量越多,计算精度越高.最后分析了输电线路杆塔常用的射线接地体、双环形接地体分别在不...     

接地网轴向电流分布的模拟试验

提出了一种测量和分析接地体工频下接地电阻和电流分布的模拟试验法;尝试在电解池中运用电量隔离传感器来测量接地体中的电流分布;通过测量和分析按几何比例缩小的接地体模型的接地电阻和电流分布所得的数据,显示了地网的散流及其轴向电流分布规律,测量点相连支路越多则散流效果越差,垂直接地体每小段导体散流量随其深度增大。为研究地网的热稳定性和地网设计提供参考。