雷击临近建筑物土壤散流引发配电线路雷电过电压及防护

为研究雷击配电线路附近建筑物时,土壤散流引发配电线路雷电过电压及防护效果,采用专业防雷计算软件CDEGS建立建筑接地网及临近配电线路雷电过电压仿真模型,分析了配电线路与临近建筑接地网间距、土壤电阻率、雷电流幅值和配电线路接地网长度对配电线路上雷电过电压的影响,并仿真验证了引流法和绝缘间隔法的防护效果。研究结果表明：配电线路电位随间距的增大而减小,随土壤电阻率和雷电流幅值的增大而线性增大,受配电线路接地网长度影响不大;引流法和绝缘间隔法能有效地降低配电线路接地体上电位,水平外延法引流降压效果更好,可以将配电线路接地体上电位降到56 kV以下,有效地避免雷电反击事故发生的概率。本研究可为实际配电线路雷电过电压和防护提供参考。     

输电线路深井掏挖桩井壁外敷接地特性研究

现行杆塔混凝土桩基内部钢筋骨架受混凝土介质电阻率的影响散流效率低,提高掏挖桩基散流性能可有效降低接地电阻并减少耕地开挖面积。本研究根据实际杆塔掏挖桩基结构与施工工序,提出深井掏挖桩井壁外敷接地结构模型并验证其降阻效率。首先,根据实际杆塔深井掏挖桩尺寸结构,建立柔性接地材料缆体外敷、面状外敷和组合外敷3种垂直接地模型。然后,分别计算3种井壁外敷结构在单桩情况下的接地电阻变化规律及影响因素,并分析不同接地模型的混凝土桩基散流密度特征。最后,计算整塔四桩基采用井壁外敷结构的降阻效率并与常规方框射线型接地网进行对比。研究结果表明：杆塔掏挖桩基采用井壁垂直外敷,可以明显改变深井掏挖桩基在垂直维度上的散流结构与电流密度分布规律,相比于常规方框外延射线型接地结构,3种井壁外敷方式均能有效降低杆塔接地电阻并节省水平耕地开挖面积。仿真结果可为在有限施工面积下设计掏挖桩基接地结构提供参考。     

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。     

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。     

考虑广域地形条件的油气管道阴极保护电位分布特性研究

为了研究在山区丘陵等广域地形条件下牺牲阳极法对埋地油气碳钢管道的保护特性,对法兰无防腐层及法兰带防腐层而管道防腐层局部破损两种工况分别建立了有限元模型,分析了阳极布置方式与运行时间、土壤电阻率及管道防腐层破损面积对管道腐蚀与阴极保护电位分布的影响。仿真结果表明：在上述两种工况下,缩减阳极间距和增加阳极长度均可使法兰与管体部分的保护电位及泄漏电流密度降低,而阳极与管道的水平距离基本无影响;阳极运行时间越长,阳极表面沉淀越厚,阳极腐蚀速率越低且与其所处地势条件相关,而阴极保护电位基本不变;随着土壤电阻率的增大,阴极保护电位升高,法兰和防腐层破损区域管道的腐蚀加剧;随着管道防腐层破损面积增大,所有防腐层破损处的管道电位均升高且变化规律一致。     

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。     

电力架空线路与管道交叉点雷电冲击防护措施研究

随着综合能源走廊修建,电力架空线与油气管道交叉跨越情形时有发生,电力架空线在雷电袭击时会影响周围的埋地油气管道,此种情况下雷电冲击安全防护措施研究极为重要.本研究通过COMSOL Multiphysics有限元软件对混凝土桩基加设人工接地体方案进行建模计算,分析了土壤电阻率、外延接地体长度对管道电位的影响,对比了人工接...     

鸟粪对35 kV一体化防雷绝缘子电场分布影响研究

鸟粪及异物对一体化防雷绝缘子闪络电压影响较大。以实际运行中的配电线路35 kV一体化防雷绝缘子为例,采用有限元仿真计算软件,分别研究了一体化防雷绝缘子在清洁干燥状态下、鸟粪附着伞裙以及长串鸟粪下落共3种情况下的绝缘子电场分布特性。通过仿真计算阐明了鸟粪出现位置、鸟粪干湿程度、鸟粪形成干燥带等因素对一体化防雷绝缘子沿面电场的影响规律。最后,根据仿真计算结果对35 kV一体化防雷绝缘子提出相应的防鸟害措施。     

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。     

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。