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。     

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.     

杆塔冲击接地阻抗的有限元分析

电力系统的运行经验表明,大多数输电线路事故是由雷击输电线路或杆塔引起跳闸所致。经由输电线路杆塔接地体流入大地的雷电流可达数十甚至上百千安,此时接地体周围土壤出现非线性火花放电现象。为了提高输电线路耐雷水平,降低雷击故障率,考虑实际工况下土壤非线性火花放电效应进行杆塔接地体参数计算对降低杆塔接地电阻的优化设计至关重要。文中基于电磁场理论,考虑土壤中的火花效应特性,采用有限元数值计算方法建立了仿真模型,实现了高幅值冲击接地电流下接地体入地散流过程的模拟。研究表明,该仿真模型与试验结果偏差小于10%;随着雷电流幅值的升高,冲击接地阻抗降低且有饱和趋势;接地体阻抗随雷电流频率增大而增大。     

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。     

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。     

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.     

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.     

模拟雷电冲击电流对接地网腐蚀的影响研究

当雷电冲击电流经接地网泄放入地时,会对接地网造成严重腐蚀,从而威胁建筑物、工作人员和设备的安全。为了得到雷电冲击电流对接地网腐蚀速率的影响,本文基于热等效性利用交流工频电流来模拟雷电流,通过长期试验测量了不同位置、不同电流下接地网的腐蚀率,得到了模拟雷电流对接地网腐蚀率的影响规律,并通过测量接地电阻的方式分析了电流和土壤对接地网腐蚀的综合影响,最后,论文根据试验结果分析了接地网腐蚀机理。研究结果表明,接地网的腐蚀率是由土壤性质和电流综合决定的,施加模拟雷电流会大大增加接地网的腐蚀程度,未施加电流的接地网腐蚀机理为微电池腐蚀,施加电流的接地网腐蚀机理为电解腐蚀,其中,电解腐蚀对接地网腐蚀的影响大。本文所得结论可为接地网的安全防护提供理论依据。     

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。     

输电线路杆塔及接地体雷电冲击响应分析北大核心CSCD

雷击是造成输电线路跳闸的主要原因,研究输电线路及接地体的雷电冲击响应具有十分重要的意义。为此,笔者运用电磁分析软件CDEGS建立了500 kV双回路自立式输电线路杆塔雷电冲击模型,分析不同雷电流波形、不同杆塔参数、不同土壤电阻率和不同接地体长度下输电线路杆塔及接地体上雷电冲击响应规律。计算结果表明,雷击杆塔塔顶时,避雷线分流大小与土壤电阻率成正比关系,雷电流过大将导致绝缘子击穿;雷电流波前时间越短、横担越窄、杆塔越高、土壤电阻越大、接地体越短,雷击时塔顶和接地体冲击电压峰值越高;在高土壤电阻率地区通过增长接地体长度、降低土壤电阻率能有效降低塔顶和接地体电位。     

输电线路杆塔及接地体雷电冲击响应分析

雷击是造成输电线路跳闸的主要原因,研究输电线路及接地体的雷电冲击响应具有十分重要的意义。为此,笔者运用电磁分析软件CDEGS建立了500 kV双回路自立式输电线路杆塔雷电冲击模型,分析不同雷电流波形、不同杆塔参数、不同土壤电阻率和不同接地体长度下输电线路杆塔及接地体上雷电冲击响应规律。计算结果表明,雷击杆塔塔顶时,避雷线分流大小与土壤电阻率成正比关系,雷电流过大将导致绝缘子击穿;雷电流波前时间越短、横担越窄、杆塔越高、土壤电阻越大、接地体越短,雷击时塔顶和接地体冲击电压峰值越高;在高土壤电阻率地区通过增长接地体长度、降低土壤电阻率能有效降低塔顶和接地体电位。     

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     

杆塔冲击接地电阻测量仪的开发

在现有杆塔接地电阻计算测量方法的基础上 ,研制了一台便携式杆塔冲击接地电阻测量仪 ;它先向接地体注入波头较缓、幅值较低的冲击电流 ,再采集接地体的电压与电流信号 ,经滤波后换算到标准雷电流下求出其电压响应 ,得出冲击接地阻 ;实验室及现场测试结果表明本仪器测量可信度高而且测试方便     

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...     

基于分布式时变参数电路的接地网暂态研究

为了准确、快速地分析接地网的冲击暂态特性,在考虑土壤电离特性的基础上,建立了接地网数值分析模型,利用电磁暂态分析软件ATP-EMTP研究了接地网在冲击电流下的暂态特性。讨论了不同雷电流注入点和不同地网结构对接地网的暂态特性影响。研究表明:雷电注入点在地网中心时比注入点在地网边缘更容易散流;水平地网每个节点添加水平接地体与只在地网周边节点添加垂直接地体的情况下注入点电位升相同;对于复杂地网,注入点处的电位升最大,注入点四周电位迅速减小直到为0。     

接地极相邻接地体之间电流场相互影响的研究

详细推导了三维场中接地体表面电流分布的计算方法 ,并以此为基础 ,阐明直径、长度一定的接地体之间 ;间距、长度一定的接地体之间 ;直径、间距一定的接地体之间 3种情况下的电流场的相互影响 ,并给出了其影响结果     

单根水平接地体冲击特性仿真研究

冲击接地电阻与输电线路杆塔耐雷水平紧密相关,正确模拟杆塔接地体在雷电流下的冲击特性对线路防雷设计具有重要意义。在对冲击机理的理解基础上结合电磁暂态分析软件ATPDraw及理论公式得出了冲击特性的建模思路;利用其控制功能可以很好地模拟雷电流流过接地体时的电感效应和火花效应,完善了冲击条件下接地体仿真模型。为了验证该模型及计算方法的正确性,建立了实际单根水平接地体模型,研究了其电感效应随长度的变化和火花效应随电流幅值的变化规律,并将结论与模拟试验结果进行了对比。     

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。     

接地网的雷电冲击响应特性计算分析

为了分析发、变电站接地网在雷电流作用下的性能,提出了一种近似于工频情况下的节点电压法的模型,并借助软件求取接地网格在雷电流冲击响应下的电气参数。该模型借助电网络理论中节点电压法,考虑了接地导体周围土壤火花放电对雷电暂态效应、非线性火花效应和导体间互感的影响,对接地导体的土壤放电击穿建立基于分布、时变电路参数的等效电路模型,同时此法对接地网在大冲击电流作用下性能的动态趋势预测提供一种思维方法。分析了针对不同地网结构、不同雷电流注入点等因素情况下的接地网冲击特性。边角注入时,注入点周围电位、散流电流、轴向电流均关于注入点所在对角线对称分布。中心点注入时,地表电位分布关于中心点对称。     

35kV输电线路避雷器的雷电放电电流和吸收能量

在建立输电线路防雷计算模型的基础上,用电磁暂态计算程序对有、无避雷线的35 kV输电线路避雷器的雷电放电电流和吸收的雷电放电能量进行了计算。具体计算了不同幅值的雷电流作用下,不同冲击接地电阻时,线路上避雷器的放电电流和吸收的比能量,讨论了雷电流、接地电阻对放电电流和比能量的影响,并对分别装在有、无避雷线的输电线路上的避雷器的放电电流和比能量进行了纵向比较分析。