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。     

不同结构土壤中接地网冲击特性的测量与分析

变电站接地网的冲击特性研究对于接地网的优化设计具有重要意义,为能系统真实反映接地装置在不同土壤结构中的冲击特性,基于量纲相似性原理,利用冲击电流发生器进行了接地网在均匀及双层土壤中的冲击接地模拟试验。在均匀土壤中测量了5种埋深、3种冲击电流注入点位置时对应的接地网冲击接地电阻值,并测量了典型情况下接地网的地表电位分布情况;在双层土壤中测量了3种土壤厚度、3种冲击电流注入点位置时对应的接地网冲击接地电阻值。通过分析不同试验条件下接地网模型的冲击接地电阻及电位分布得到了冲击电流注入点位置、地网埋深及土壤结构等因素对接地网的冲击接地特性的影响规律。     

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。     

智能化冲击电流试验系统

研究开发了一套基于可编程逻辑控制器(PLC)、晶闸管可控充电函数技术、光纤技术、触摸屏技术在内的智能化冲击电流试验系统,该试验系统采用模块式结构,分为发生器控制系统、充电整流电源、发生器本体、测量系统、数据采集处理系统5个单元,实现了在触摸屏上设置各种控制参数或操作。该系统具有自动充放电、自动接地、自动报警等功能,带有过电流和过电压等保护措施。冲击电流试验系统可通过电容、电感和电阻的不同变换组合产生1.2/50μs冲击电压和8/20μs冲击电流组合波,用以模拟各种雷电流波形,适合对各种过电压防护设备和保护器件进行雷电冲击电流试验。     

接地装置冲击特性研究分析

为研究接地装置的雷电冲击特性,以火花效应和电感效应的研究为主线探讨了土壤的放电特性、接地装置的高频响应及土壤电气参数的变化规律;比较了电路理论、电磁场理论以及动态建模等3种暂态建模方法;评析了目前接地装置冲击试验的进展。通过归纳与分析,指出了这一研究领域中迫切需要解决的技术问题及初步解决方法:利用X射线胶片或高速成像仪器采集土壤放电图像以研究土壤的放电形式及放电区域的尺寸;确定土壤的临界击穿场强及残余电阻率,并用于暂态建模中;区分火花效应与土壤电气参数频变性以及火花效应与电感效应的影响范围;建议分别采用分布参数电路模型、集中参数电路模型、电磁场模型分析伸长接地体、复杂接地装置及接地装置的频域特征;采用高电压、大容量冲击电流试验系统研究高幅值、波前时间短的冲击电流作用下接地装置的冲击特性,并用于指导冲击接地电阻的现场实测。     

连续冲击作用下不同土壤地区接地装置的散流特性研究

连续雷电冲击作用下接地装置的冲击散流特性更能反映杆塔接地的防雷保护效果,并且不同土壤地区的杆塔接地装置在雷电流的连续冲击下会有不同情况的冲击散流特性,为了探究这种特性,该文基于ATP-EMTP软件建立考虑火花效应的双脉冲五段式水平接地体仿真模型,仿真和实验相结合对不同土壤地区接地装置的连续冲击特性进行研究,对冲击接地电阻进行计算总结。研究结果表明：连续冲击下接地装置的冲击特性远不同于单次冲击下接地装置的冲击特性,这主要是由于接地装置所处土壤环境的不同,火花效应和挥发效应对土壤冲击散流效果的作用会相互影响,因而产生较大差异：当土壤比较湿润时其二次冲击散流效果较一次冲击散流效果较差,当土壤比较干燥时,其二次冲击散流效果较一次冲击散流效果较优。     

接地装置雷电冲击特性的大电流试验分析

降低杆塔接地电阻是改善输电线路直击雷保护效果最为有效的措施.冲击大电流下杆塔接地装置的接地电阻并不是常数,而是一个时变的非线性电阻,其值受多种因素影响.为此,使用大型冲击电流发生器,通过埋设多种形式接地极.采用现场试验研究了不同注入电流下、不同规模下接地体的冲击特性.试验结果表明,接地体的冲击特性与接地体长度、冲击电流...     

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。     

接地网格的雷电冲击特性

系统地分析了发、变电站接地网格在雷电流作用下的冲击暂态特性 ,建立了基于分布的、时变电路参数的等效电路模型。该模型考虑了接地导体周围土壤电离引起的动态、非线性火花效应以及导体间互感的影响 ;详尽分析了不同接地装置的结构、雷电流波形以及雷电流注入点等因素对接地网格冲击特性的影响     

土壤介电频变特性对接地极冲击散流的影响

为研究土壤介电常数频变特性对接地极暂态电阻的影响规律,在典型土壤介电谱测量结果的基础上,对冲击电流作用下的动态电磁过程进行了理论分析。提出了从电磁场角度出发的、考虑土壤频变特性的接地极冲击特性数值计算方法,分析了土壤介电常数的频变特性对接地装置冲击散流特性的影响。结果表明:考虑土壤介电常数频变特性的接地极暂态接地电阻与假定介电常数恒定时相比有显著差异;暂态电阻值受到施加的冲击电流波形和幅值的影响,波前时间越长,局部峰值越大;同种冲击波形下,电流幅值越大,波前时间内接地极暂态接地电阻局部峰值越小。     

测量杆塔冲击接地电阻的研究

在总结现有的杆塔冲击接地电阻的计算测量方法的基础上,研制了便携式杆塔冲击接地电阻测量系统.它首先向接地体注入波头较缓、幅值较低的冲击电流,接着采集接地体的电压与电流信号,经滤波后再换算到标准雷电流下求出其电压响应,最后求出冲击接地电阻.实验室测试结果与传统的冲击接地电阻测量方法对比表明本系统测量方便且可信度高.     

冲击接地电阻测量装置的研制

给出了一种采用冲击电流发生器产生冲击电流模拟雷电流(冲击电流)测量接地电阻的装置。该测量原理是以冲击电流发生器产生的电流作为测量电流,由数据采集器采集得到测量回路中接地体内流过的电压、电流波形信号,经A/D转换后,数字信号通过快速傅里叶变换(FFT)变换到频域,并在频域内通过频谱法计算得到冲击阻抗值,最后分离冲击阻抗中的电阻和感性分量。给出了实验室、现场杆塔试验结果及EMTP仿真验证结果。     

电力系统冲击接地电阻测量的新方法

指出了电力系统接地网中冲击接地电阻对电力系统接地安全的重要影响,并提出了一种接地测量的新方法。其原理是利用冲击电流注入地网并作为测量用电流,应用频谱分解法计算接地参数。本方法能计算出直流电阻及相应冲击阻抗、频域阻抗特性。通过实验室试验和现场试验,证明该方法可以应用到工程中,具有实际工程意义。     

长接地棒／极的冲击电流分布特性

以往对接地极和接地棒的接地特性已进行大量的研究工作，但是却很少涉及接地体上电量的分布特性，而这对解决某些防雷问题又是必不可少的，介绍了以现场试验为基础，对长接地体（棒／极）的冲击电流分布特性进行了较为细致的研究，并给出了相应的经验计算化工。     

杆塔冲击接地电阻的计算

通过数学模型,建立目标函数,利用最优化方程—变度量法,较精确地求出了双指数函数中的参数。借助于傅氏级数,把双指数函数转化为很多正弦函数和的形式。当高幅值的雷电流经接地装置注入接地网,接地网周围的土壤会发生火花放电。将土壤火花放电等效为接地分支等效半径的增大。当等效半径很大时,对分支埋深的影响作了论述。借助于场路结合的思想,采用节点电压法求得接地网在冲击电流下的参数。整个计算是逐步逼近的过程。计算的具体实例对工程应用有一定的参考。     

关于冲击接地电阻测量的探讨

工频接地阻抗测量的常用方法是IEEE推荐使用的电位降法,基于此,国内的实际操作中,测量方法大致采用远离法和补偿法。但冲击接地阻抗的测量国内外还没有比较成熟的理论。为此,通过数学模型建立目标函数,利用最优化方法—变度量法较精确地求出双指数函数中的参数;借助于傅氏级数把双指数函数转化为很多正弦函数的和。转化结果表明,冲击电流与工频电流类似,冲击接地电阻可按类似工频接地阻抗测量的方法测量;冲击电流下电压和电流引线间的互感比工频电流下大很多,冲击电阻测量时不能忽略引线间的互感。     

冲击接地电阻测量

详细介绍了冲击接地电阻的测量方法,包括冲击接地电阻的测量方式及换算方法、接地极有效长度的计算等,为冲击接地电阻的测量提供参考。     

杆塔接地体冲击电位分布特性的模拟试验

为研究雷击杆塔时经接地体泄散的雷电流在杆塔周围地面产生的电位分布及其影响,采用模拟试验的方法,在半球形接地池中对不同幅值冲击电流作用条件下几种典型形状杆塔接地极周围的地面电位分布特性进行了试验研究,测得了相应的等电位分布曲线。将所得电位分布曲线按模拟比进行换算后,估算出接地极附近地面可能作用于人体的暂态跨步电压。通过对...     

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。