垂直接地极对杆塔冲击接地电阻的影响研究

雷击输电线路杆塔时,杆塔接地装置的冲击电阻过大是造成雷电反击跳闸的主要原因。针对如何利用垂直接地极有效降低杆塔冲击接地电阻这一问题,文中建立典型杆塔接地装置仿真模型,研究了不同长度垂直接地极的影响范围;垂直接地极数量、长度对于杆塔接地装置降阻效果的影响。通过研究发现,不同长度垂直接地极影响范围不同:10 m长垂直接地极的影响范围大约为40 m,而3 m和5 m长垂直接地极的影响范围分别为5 m和20 m;在所添加垂直接地极总长度相同的情况下,所采用单根垂直接地极的长度越长,则降阻效果越好;随着垂直接地极数量的增加,其降阻率都不断趋向饱和。推荐在泄漏电流弱的地方添加尽可能长的垂直接地极,然后再根据其影响范围增加合适的垂直接地极数量。该结论可为杆塔接地体的设计及改造提供参考。     

针刺式接地装置降阻机制的仿真和试验研究

改善高土壤电阻率地区输电线路杆塔接地装置的冲击散流效率、降低其暂态接地阻抗是提高输电线路耐雷性能的有效措施。采用考虑土壤电离动态过程的接地装置冲击特性有限元模型分别对水平星型接地装置及添加针刺的水平星型接地装置建立有限元分析模型,通过对比加针前后接地装置在冲击电流作用下产生的地表电位分布、地电位升及其周围土壤中的电场分布等参数,分析了针刺式接地装置的降阻机制,认为在土壤结构、电阻率和注入冲击电流一定的条件下,改变接地装置的局部结构,能够使冲击电流入地时土壤中局部电场畸变加强,扩大火花放电区域,从而减小冲击接地电阻。另外基于相似性准则对加针前后的星型水平接地极进行模拟试验测量其冲击接地阻抗,试验结果与数值计算结果的对比分析证实了针刺式接地装置的降阻效果。     

杆塔接地网接地模块降阻效率与影响因素研究

输电线路杆塔接地网在外延、垂直接地降阻措施受限时常采用辅助降阻材料降阻,实际杆塔接地工程采用接地模块进行接地降阻时缺少统一规范的指导,在应用时存在一些盲目施工、降阻效率低等问题。本文采用防雷接地领域中通用CDEGS软件对输电线路杆塔接地网采用接地模块降阻时的影响因素进行仿真计算。首先,针对一字型接地网采用接地模块时的敷设位置和密度进行仿真;其次,对常见的方框射线型接地网采用接地模块降阻时的降阻效率进行分析;随后,分别分析了土壤电阻率与土壤结构对接地模块降阻效率的影响规律;最后,针对实际输电线路采用接地模块降阻给出相应施工建议。本文研究结论可为输电线路防雷、杆塔接地网降阻施工提供参考。     

直流接地极及杆塔接地网附近电磁场的有限元分析

高压直流输电系统处于单极大地回线运行方式时,有很大的直流电流通过直流接地极流入大地,这将造成接地极本身及附近输电杆塔接地网的腐蚀。在理论分析接地极和杆塔接地网电磁场的基础上,应用有限元分析软件COMSOL Multiphysics,以德宝直流输电工程千阳接地极为例,建立了多层大地土壤结构下的直流接地极和杆塔接地网数值模型,添加相关边界条件,进行网格划分处理,计算分析了接地极地表电位分布规律,并对杆塔接地网附近电位及泄漏电流密度进行了研究,结果发现:接地极地表电位沿径向距离逐渐降低;杆塔接地网本体上的电位最高,接地网的射线末端泄漏电流密度最大,射线首端的泄漏电流密度最小,接地网矩形与射线的连接处电流密度有突变。该研究对掌握直流接地极及杆塔接地网周围电场分布情况和腐蚀规律,具有重要的意义。     

雷击下500kV杆塔接地装置的散流有效性

合理布置杆塔接地装置可提高其散流效率和降低其冲击接地电阻,从而有效降低线路雷电反击跳闸率。为此,建立了500 kV典型杆塔接地体的仿真模型,研究了杆塔接地装置冲击泄漏电阻分布规律以及外部射线长度对整体散流分布的影响规律,分析了土壤电阻率与有效散流长度之间的关系,并对比了延长单根射线长度的降阻效果与增加射线数量的降阻效果。结果表明:冲击泄漏电阻可反映杆塔接地装置各个导体段的散流能力;土壤电阻率越低则其射线有效散流长度越短;在射线总长度一定的情况下,当外部射线长度小于有效散流长度时,延长单根射线长度的降阻效果要优于增加射线数量。研究结果可为杆塔接地装置的设计及改造提供理论支持。     

输电线路杆塔长距离外延接地散流特性研究

为研究输电线路杆塔接地网接地降阻特性,建立山区输电线路杆塔接地网冲击散流模型,对比分析在不同土壤电阻率、接地网外延长度、接地体材料条件下,单边、双边、“十”字形、“T”字形、“日”字形、“米”字形六种不同形状的接地网对输电线路杆塔接地降阻的影响规律。提出基于级联策略的输电线路杆塔接地网连接优化方式,结果表明:土壤电阻率的增加会导致接地网阻值的升高,石墨材料接地体能够有效地降阻;相较其他5种接地网形状,“米”字形接地网具有更好的降阻效果,随外延长度的增加,接地网阻值先降低后达到饱和。本文提出的输电线路杆塔接地网级联方式具有更好的降阻、散流效率。     

降阻剂对工频和冲击接地电阻的影响及其应用范围

本文从接地电阻的计算公式出发,导出估算降阻剂效果的理论公式。指出降阻剂对中型以上地网的工频接地电阻的降阻作用不大。即使考虑强大的渗透作用,集中接地体或小型地网的降阻率也不会超出56.6%。降阻剂并不能降低接地极在强雷电流下的冲击接地电阻。有关降阻剂在线路杆塔接地中应用的问题尚待进一步研究。     

接地模块在输电线路中的应用

输电线路的雷击跳闸次数一般占线路总跳闸次数的50%以上。降低输电线路雷击跳闸率的主要措施之一是降低线路杆塔的冲击接地电阻,在高土壤电阻率地区,采用传统的方法难以使杆塔的冲击接地电阻满足要求。以石墨为主要原料而制成的接地模块,可有效地降低杆塔接地装置的工频接地电阻,尤其可大幅降低杆塔的冲击接地电阻,从而降低输电线路的雷击跳闸率。     

直流接地极对附近输电线路杆塔的腐蚀影响及防护措施的研究

直流电流在大地中流散时,大地将呈现一定的电位分布,当直流接地极址靠近输电走廊时,将有直流通过地线在处于不同等电位面的杆塔之间流动,从而造成杆塔接地体及基础导体的腐蚀.笔者针对锦屏—苏南±800 kV特高压直流输电工程送端龙恩接地极址,以距极址最近的二自Ⅱ回500 kV交流线路为例,将直流接地极、土壤结构、避雷线和杆塔接...     

降低杆塔冲击接地电阻的有效方法

输电线路的跳闸原因大多由雷击引起,降低输电线路雷击跳闸率的主要措施之一是降低线路杆塔接地装置的冲击接地电阻。通过对杆塔接地装置的基本冲击特性的论述,提出了降低杆塔接地装置冲击接地电阻的基本原则。介绍了采用接地模块环形集中接地方式对线路杆塔接地装置进行防雷接地改造的基本方法,总结了采用该方式对一条输电线路杆塔进行接地改造后的效果。     

特高压直流入地电流对附近杆塔地网腐蚀评估

为了有效开展直流入地电流对交流电网的影响评估,指导特高压直流接地极工程的选址建设,以国家电网公司正在建设的±800kV某特高压直流输电工程接地极(址)及邻近500kV交流输电线路杆塔实际参数为例,采用接地仿真计算软件建立了相应的极址土壤模型和线路电气模型,对流入输电线路各杆塔接地体的直流电流及分布特性进行了全面、系统的研究,根据接地极在设计寿命内的总安时数和运行方式计算得到了单基杆塔接地体的腐蚀量,分析表明杆塔地网腐蚀量与接地极运行的安时数、流出该基杆塔接地体的电流值以及使该基杆塔接地体电流流出时接地极的运行时间成正比,且主要集中在接地体的末端,建议应根据极址土壤电阻率参数和系统额定电流来确定接地极与输电线路的最小距离要求。该成果可用于指导直流接地极设计中类似问题的研究。     

基于柔性石墨复合接地模块的配电杆塔接地降阻研究

配电线路中接地装置的接地性能对配电线路稳定运行非常重要,降低杆塔接地电阻是提高线路耐雷水平,减少线路雷击跳闸率的主要措施。为研究杆塔接地网敷设柔性石墨复合接地模块的杆塔接地降阻情况,建立2种敷设柔性石墨复合接地模块的杆塔接地网降阻模型,分析接地网尺寸、石墨接地模块长度、石墨接地模块数量和土壤电阻率对杆塔降阻的影响,并进一步分析石墨接地模块长度、石墨接地模块数量和石墨接地模块敷设方式对杆塔降阻效率的影响。研究结果表明:在杆塔接地网上敷设柔性石墨复合接地模块,杆塔接地电阻明显降低,随着石墨接地模块长度和石墨接地模块数量的增加,杆塔接地电阻逐渐降低,石墨接地模块长度和数量对杆塔接地网的降阻效率有明显的影响,而土壤电阻率对杆塔接地网的降阻效率的影响很小,水平敷设柔性石墨复合接地模块比垂直敷设降阻效果更好。研究结果可为实际配电线路杆塔接地降阻提供参考。     

输电线路杆塔接地技术研究

输电线路杆塔接地是当前输电线路防雷最基本的保障技术,因此根据当前输电线路杆塔接地降阻技术需求,研究了一种新型输电线路接地降阻技术,即压力注浆复合型降阻技术。首先,介绍该技术的装置结构和降阻技术原理,其次,以实际工程为依托,论证了该接地降阻技术在接地降阻、结构施工、经济成本等方面具有的优势和效果,以期为类似工程应用提供参考。     

不同针刺型接地网结构的雷电冲击散流特性影响分析

在接地网添加针刺是一种降低冲击接地电阻的有效方法,且效果随针刺短导体的布置方式不同而存在区别。研究接地体针刺的冲击散流作用特性,对比分析了针刺数量、长度、间距等影响因素对接地体冲击散流特性的影响。首先分析不同针刺对“一”字形水平接地极在冲击电流作用下的电位、电场、电流分布进行研究,其次计算不同针刺结构下的接地极冲击接地电阻、散流效率等参数并分析针刺式接地装置的降阻机制。仿真结果表明,针刺数量、针刺长度等会产生散流屏蔽效应,影响接地体的散流特性,恰当的针刺数量和长度可有效增加散流面积,提高接地体的散流效率。     

接地极入地电流对杆塔腐蚀及防护研究

当直流接地极址靠近输电走廊时,有直流通过地线在不同等电位面的杆塔之间流动,造成杆塔接地体及基础导体腐蚀.针对锦屏一苏南±800kv特高压直流输电工程送端龙恩接地极址,以距极址最近的二自Ⅱ回500kV交流线路为例,仿真计算了流过各个杆塔的直流电流值,分析了土壤结构、杆塔接地电阻等参数对直流分布的影响,结果表明中层电阻率越大、杆塔接地电阻越小,流过杆塔的直流电流值就越大、腐蚀就越严重,而整条线路由直流引起的腐蚀量并不严重,最后结合分析结果提出几种防护措施.     

斜接地极对正方形地网降阻效果的优化研究

降低变电站接地电阻,对保障人员、设备安全特别重要,敷设斜接地极是降低变电站接地电阻的重要措施。为确定斜接地极降阻效果,采用CDEGS软件建立仿真模型,分析了斜接地极布置位置、角度、长度、根数等对不同面积接地网的降阻效果和特征,进而确定了斜接地极的布置方式,并将斜接地极与垂直接地极进行对比。结果显示:敷设斜接地极能够有效降低变电站接地电阻,特别是对100 m×100 m以下地网降阻效果较好;均匀土壤中斜接地极降阻效果优于垂直接地极;分层土壤结构中,接地极的降阻效果取决于实际土壤结构。应综合考虑各种因素的影响,选择合适的降阻措施。     

基于冲击接地电阻的输电线路接地极形状优化

降低输电线路杆塔接地极的冲击接地电阻能有效防止线路遭受雷击。采用冲击系数法,对不同形状接地极的冲击接地电阻进行计算分析,得出冲击接地电阻随土壤电阻率增加而变大;随电极埋深变大而减小;随电极有效面积增大而减小。在此基础上改进接地极的形状,采用ETAP软件对改造后的接地极进行仿真计算,结果表明,改造后的接地极的冲击接地电阻明显减小,达到了较好的防雷效果。     

降低杆塔冲击接地阻抗方法

降低杆塔接地电阻是减小输电线路雷击事故的重要措施,分析了接地装置冲击散流特性,介绍了接地装置冲击接地阻抗各种表示方式及其物理定义及输电线路杆塔接地装置降阻改造方法及建议。     

500 kV输电线路杆塔接地网不同环境下优化降阻方案研究

为了解决优化电力系统输电线路杆塔接地网接地装置存在的腐蚀严重、稳定性差和使用寿命短等问题,以500 k V输电线路接地网模型作为研究对象,提出适用于不同环境的接地系统优化方案。利用CDEGS进行仿真,在结合接地网接地材料类型及布置型式的前提下,分析不同类型的土壤及地网面积对镀锌铜和铜覆钢接地网工频接地电阻和冲击接地电阻的影响。通过CDEGS仿真计算对降阻方式进行分析,得出了杆塔在不同土壤情况和地网面积下的各优化降阻措施。最后通过实验验证该结论的正确性,对输电线路杆塔接地的运行有重要实践意义。     

降低线路杆塔接地电阻方法的探讨

降低输电线路杆塔接地电阻能减少输电线路的雷击事故，此文介绍了作为自然接地装置的钢筋混凝土基础的性能及其接地电阻的计算公式，从试验结果中得出了不同形状接地装置的降阻性能及接地降阻降低冲击接地电阻的作用。