雷击及工频续流条件下杆塔接地体热稳定性研究

为了研究雷击及工频续流条件下杆塔接地体动热稳定性及影响因素,首先采用ATP-EMTP计算了雷击及工频续流条件下流入接地装置的电流,将计算的入地电流作为杆塔接地体有限元仿真模型的终端条件,接地材料选用低碳钢和缆状、扁带状柔性石墨,分析在雷击及工频续流条件下接地体的温升及影响因素。研究结果表明：当雷电流及工频续流流入接地体时,接地体引下线处温升明显高于接地体其它位置,而且暴露在空气中的引下线温升最高;工频续流对杆塔接地体造成的温升大于雷电流的影响,且在相同幅值电流下,扁带状柔性石墨温升最高,低碳钢最低;接地体温升随电流幅值的增大而增大;雷击条件下随着土壤密度、土壤恒压热容的增大,接地体的温升增大,但效果不明显,且土壤导热系数对接地体温升无影响,而在工频续流条件下接地体温升则会随着土壤密度、土壤恒压热容以及土壤导热系数的增大而减小。     

铝板-铁氧体屏蔽对无线充电系统特性影响研究

为了研究屏蔽结构对磁耦合谐振式无线充电系统参数的影响,本文理论分析了铝板、铁氧体结构对无线充电系统参数的影响机理,搭建无线充电系统场路耦合计算模型,对比分析了添加铝板及铝板-铁氧体复合结构后无线充电系统空间磁场特性和系统参数变化规律,并通过模拟实验验证铝板-铁氧体复合结构的有效性。研究结果表明:单独使用平板式铝板作为屏蔽结构时,无线充电系统会受到外部金属板的影响,发射线圈电压由254.84V上升至486.1V,发射线圈电流由3.84A上升至8.1A,传输效率下降、涡流损耗增大;当采用优化后的铝板铁氧体复合屏蔽时,铝板屏蔽结构对系统的影响程度下降,相对于平板铝板结构,电压下降至298.82V,电流下降至4.31A;模拟实验中,增加铝板屏蔽后,发射线圈电压由18.6V上升至19.2V,而负载电压由7.8V下降至6.64V;当增设铁氧体后,发射线圈电压恢复至18.6V,负载电压提升至7.36V,模拟实验结果表明铁氧体结构能有效缓解金属板对系统电气参数的影响。     

柔性石墨复合接地体电感效应与火花放电效应研究

柔性石墨复合接地体是一种具有良好的导电性、耐腐蚀性且非铁磁性的非金属接地体.为研究电感效应与火花放电效应对石墨复合接地体冲击特性的影响规律,笔者搭建了频域电网络模型及其迭代算法对接地体的冲击接地特性进行仿真计算,通过与CDEGS仿真结果及文献的试验结果进行对比,验证了仿真计算方法的有效性及准确性.在此基础上,对不同土壤...     

扩径石墨复合接地材料相似模拟试验研究

现今石墨复合材料在输电线路杆塔接地领域得到广泛应用,在研究扩径石墨复合接地材料接地特性时,受试验条件限制,无法对实际尺寸接地网原型进行测试。因此,将相似理论应用到接地试验中,选取常见的方框带射线接地网为研究对象,建立了扩径石墨复合接地体工频和冲击条件下的相似试验模型,分析了实际试验中遇到的相似项畸变情况,建立了畸变相似模型,利用模型进行仿真计算得到预测值,并对其准确性进行评估。最后,针对相似模拟试验中常有的部分参量无法缩比问题进行了分析。研究结果表明,相似模拟试验模型可以准确地预测接地网原型的接地特性,为扩径石墨复合接地体接地特性相似模拟试验提供参考依据。     

柔性石墨复合接地材料在线路-管道交叉点过电压防护中的应用研究

柔性石墨复合材料相比传统金属材料具有诸多优势。将柔性石墨复合接地材料应用于输电线路-管道交叉跨越点管道过电压防护,提出改进交叉线路杆塔接地网形状和敷设防护线两种限压方法,并对比分析柔性石墨复合接地材料与传统金属材料的防护效果。仿真计算结果表明：改进接地网形状可有效降低管道感应电压和涂层感应电压以及涂层内外电势差;在接地体外延线长度相同条件下,石墨复合接地材料和金属材料的防护性能相仿;敷设防护线可明显减少线路对管道的持续电磁干扰,且可限制线路遭受雷击时的管道过电压。相关研究结论可为油气管道绝缘层防护的材料选型与设计施工提供参考。     

考虑火花放电效应的典型接地材料冲击特性研究

雷击是造成输电线路发生跳闸和停运事故的主要原因。\"防雷在于接地\",对输电线路的接地网的冲击接地特性进行研究改进对于防止雷击事故有着不可或缺作用。本文在不考虑火花放电效应和考虑火花放电效应两方面对钢、铜、石墨复合接地材料的接地网冲击接地阻抗进行对比分析。同时,采用ATP-EMTP建立了考虑火花效应时的接地散流模型,研究了土壤电阻率、接地网面积及冲击电流幅值对接地网冲击接地特性的影响。研究结果表明:考虑火花放电效应时,接地材料的冲击接地阻抗相比不考虑火花放电有所降低。不同接地材料冲击接地阻抗同时受火花放电效应与电感效应的影响,二者的强弱关系与冲击电流的幅值有明显关系。相对于传统金属接地材料,石墨复合接地材料冲击接低阻抗小。     

柔性石墨复合接地模块接地特性研究

输电线路杆塔接地网在外延、垂直接地等措施受限时常采用辅助降阻材料降阻,实际接地工程采用接地模块时缺少统一规范性指导,在应用时存在一些盲目施工、降阻效率低等问题。采用CDEGS软件针对新型辅助降阻材料——柔性石墨复合接地模块的接地特性进行仿真计算研究,针对\"一\"字型、方框型以及方框射线型接地网采用柔性石墨复合接地模块时的降阻效率进行计算,分析模块敷设位置、敷设密度、敷设方式、接地网面积等因素对接地特性的影响规律,针对实际输电线路采用柔性石墨复合接地模块降阻给出相应施工建议。     

特高压输电线路塔基外敷降阻策略研究

特高压线路因接地网接地电阻过高,受雷击影响跳闸问题频繁出现,因此需要进行降阻。采用数值模拟的方法,应用有限元软件COMSOL,利用石墨复合接地材料,建立特高压杆塔基础仿真计算模型,分别对单根灌注桩分层式、螺旋式降阻方案、单个基坑四角分层式、笼式、方框形降阻方案、整个基础四角分层、方框形降阻方案进行计算,分析了圈数、匝数、半径对分层式、螺旋式降阻效果的影响,对比了几种降阻方案对地面电位分布和电流密度的影响。计算结果表明:随圈/匝数、半径增加,降阻效果越来越明显,但差别越来越小。单根灌注桩时,分层式降阻效果优于螺旋式。对于单个基坑,各降阻方案将接地体的电流密度限制的更低,方框形降阻效果较明显。对于整个基础,方框形降阻效果较明显,当土壤电阻率为3 000Ω·m时,降阻效率为12. 8%,同时一定程度上改善了地面电位分布和电流密度。     

气压和温度对SF6气体绝缘性能的影响研究

长时间运行的GIS设备内部SF₆气体的绝缘性能受环境温度及内部气压的影响,为了分析环境温度、气压对SF₆气体绝缘性能的影响规律,基于两项近似的Boltzmann方程,求解了不同气压和温度下SF₆气体的电子输运参数,并分析其绝缘性能的变化规律。仿真计算结果表明：温度300 K、0.1 MPa～0.6 MPa气压条件下,随着气压的增大,SF₆气体的约化电离系数增大,约化吸附系数略微增大,计算得到约化有效电离系数增大,因此临界击穿场强增大,绝缘性能越好;在气压0.1 MPa、温度250 K、300 K、340 K的情况下,随着温度的增大,约化电离系数和约化吸附系数变化很小,因此临界击穿场强变化很小,对SF₆气体的绝缘性能影响不大。本研究工作为电力系统中SF₆气体安全稳定运行和气体放电现象研究提供参考。     

有限面积下并行线路杆塔接地网级联降阻及电位分布特性研究

现行输电线路杆塔接地施工往往受制于耕地植被、道路建筑、征地赔偿成本等原因无法采用外延降阻。针对有限施工面积条件下杆塔接地网的接地降阻问题,提出并行输电线路杆塔级联接地降阻策略并验证其可行性。首先,建立相邻输电线路杆塔接地网级联接地散流计算模型,通过仿真分析了接地材料参数、级联引线长度、土壤电阻率、入地电流频率等因素对接地电阻的影响规律;然后,对比分析级联接地模型与方框外延接地模型的降阻效率;最后,分析了相邻杆塔接地网级联条件下的导体电位分布特征。计算结果表明：相比于传统的方框外延降阻方式,采用级联接地结构的相邻杆塔降阻效率更高;级联接地网的散流特征受入地电流频率和材料参数影响较大;相邻杆塔接地网级联增大了电流的散流区域并降低受雷线路的塔顶电位。