雷击树木放电反击配电线路过电压及防护研究

雷电直击线路附近树木时,树木电位被大幅抬高可能会造成树-线间隙击穿放电,引起配电线路产生高幅值雷电过电压而造成严重损害。本研究建立了雷击线路附近树木后对配电线路进行电弧放电的电路仿真模型,将电弧放电采用动静电弧模型相结合的方式模拟树木反击线路的电弧特性。研究了树木高度、树-线路间距、雷电流幅值和波前时间对配电线路过电压的影响,并计算分析了线路型避雷器的雷电防护效果。计算结果表明:雷击附近树木并对线路放电时,线路过电压在感应阶段和电弧放电阶段会出现两次明显峰值;树木高度、树-线路间距、雷电流幅值和波前时间对配电线路过电压均具有不同程度的影响;安装避雷器可降低线路电弧过电压,且隔一级装设一组避雷器的防护效果最好。提出的模型对于雷击附近树木并对线路电弧放电时线路过电压的分析计算具有实用价值,结合地区雷电活动情况可以为线路防雷方案设计提供参考。     

杆塔接地网降阻剂降阻效率及影响因素研究

现行输电线路防雷工程采用降阻剂进行降阻时往往面临盲目施工、降阻效率低,降阻长效性差等技术瓶颈。采用CDEGS仿真计算软件建立"一"字型与方框射线型接地网模型,分别针对降阻剂的使用量、材料参数、敷设位置等因素对其降阻效率的影响规律进行计算。通过仿真计算说明不同接地网面积与土壤条件对降阻剂降阻效率的影响,根据仿真计算结果对实际输电线路杆塔接地网采用降阻剂降阻提出相应的施工建议。     

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。     

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。     

基于低感石墨复合接地材料的油气管道绝缘层的防护效果

通过CDEGS仿真软件对传统镀锌钢和新型低感石墨复合接地的杆塔接地网进行建模计算,分析了外延接地体与管道距离、土壤电阻率等因素对管道绝缘层承受电压的影响,对比这两种接地材料的散流特性。仿真结果表明：土壤电阻率增加会使管道绝缘层承受电压幅值增大;两者距离增大可减小管道绝缘层的过电压,低感石墨复合接地在高频电流作用下的散流特性优于镀锌钢。采用低感石墨复合接地进行换向引流后,管道绝缘层承受的过电压幅值明显降低。提出了采用低感石墨复合接地材料进行雷电流换向引流的过电压防护优化方案。     

输电线路杆塔分形外延接地网接地特性及影响因素研究

降低输电杆塔接地电阻是减少雷击跳闸事故的重要措施,而山区等地势复杂区域存在传统外延接地网施工困难、土壤电阻率高等问题。提出基于分形理论的分形外延接地网敷设方案。采用有限元仿真软件建立分形外延接地网模型,研究角度、分形维数、分形层数等因素对接地电阻、分流系数的影响,并比较典型外延接地网的接地特性。研究表明,适中的角度、较小的分形维数及分形层数有利于促进分形外延接地网散流降阻。该研究可为地势复杂且土壤电阻率高的山区等区域输电线路杆塔接地设计提供参考。     

基于平面复合降阻材料的杆塔基础接地降阻研究

杆塔基础自然接地作为输电线路重要的接地装置,能减少外延接地及降阻施工成本。针对特高压输电线路杆塔基础接地提出基于平面复合降阻材料的塔基外敷接地降阻策略,首先,采用CDEGS仿真计算软件建立特高压杆塔单根浇注桩接地计算模型,分析均匀土壤、多层土壤、混合土壤三种条件下的外敷接地降阻效果;然后,通过单个塔基外敷计算模型分析外敷材料不同敷设方式的降阻效率;最后,计算完整杆塔基础外敷接地降阻效率和散流分布特征,并与水平人工外延接地降阻方式进行对比。结果表明,外敷接地降阻效率与土壤条件、敷设位置等因素有关,在高土壤电阻率条件下,塔基外敷接地降阻效率超过22%,与水平人工外延接地相比,塔基外敷接地降阻的散流比超过96%,接地材料利用率高,可减少征地和二次接地施工成本。     

基于有限元法的输电线路杆塔接地网电磁特性研究

针对输电线路杆塔金属接地体在高频雷电流或短路故障电流作用下,接地电阻呈现的阻抗特性,采用有限元计算方法,对铜、钢等典型接地材料在高频电流作用下的趋肤效应与电感效应进行仿真对比。结果表明,铜材料的趋肤效应和电感效应低于钢材料,在0.05~50kHz高频雷电流作用下,铜接地体和钢接地体的交流电阻范围分别为0.764~9.383、5.969~251.550mΩ,电感值范围分别为1.473~25.171、1.434~2.213μH;2.6/50μs雷电流作用下,当接地体长度大于10m时,接地体的冲击接地阻抗明显大于工频接地电阻。     

输电线路杆塔辅助接地网降阻效率及影响因素研究

输电线路杆塔接地网能够有效降低接地网接地阻抗,保证雷击电流安全地流入大地,实际杆塔施工过程中存在地形受限、盲目施工、降阻效率低等问题.对此,采用防雷接地领域中的CDEGS软件建立双边、单边、方框、垂直4种辅助接地网形式,通过改变外延长度、电流频率、土壤电阻率及土壤结构等因素分析比较4种辅助接地网的散流特性和降阻效率,进...     

基于环状回流极的接地模拟试验平台测量研究

由环状回流极构成的接地模拟试验回路具有回路电阻小、散流路径合理的优点,在接地模拟试验中得到了广泛应用。然而回流极的引入会导致地中电位分布发生畸变,进而影响到接地电阻的准确测量。因此笔者从理论角度对接地模拟试验平台地中电位分布特征进行了研究,结果表明回流极的引入会拉低接地装置的地电位升、回流极与接地装置之间会产生零电位参考点、无法根据接地电阻定义得出准确接地电阻值;基于二端口理论推导得出了接地装置接地电阻的修正公式;采用CDEGS仿真软件将不同尺寸、不同型式接地装置以及不同土壤电阻率下接地电阻修正值与真实值进行了比较,结果表明修正值的绝对误差率均低于0.5%,验证了该修正公式的有效性,对于试验现场测量具有一定的指导意义。