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...     

输电线路杆塔长距离外延接地散流特性研究

为研究输电线路杆塔接地网接地降阻特性,建立山区输电线路杆塔接地网冲击散流模型,对比分析在不同土壤电阻率、接地网外延长度、接地体材料条件下,单边、双边、“十”字形、“T”字形、“日”字形、“米”字形六种不同形状的接地网对输电线路杆塔接地降阻的影响规律。提出基于级联策略的输电线路杆塔接地网连接优化方式,结果表明:土壤电阻率的增加会导致接地网阻值的升高,石墨材料接地体能够有效地降阻;相较其他5种接地网形状,“米”字形接地网具有更好的降阻效果,随外延长度的增加,接地网阻值先降低后达到饱和。本文提出的输电线路杆塔接地网级联方式具有更好的降阻、散流效率。     

基于柔性石墨防腐蚀材料的杆塔桩基紧凑型接地研究

架空输电线路杆塔接地施工往往受耕地征用、青苗补偿、道路建筑阻断、线路走廊限宽等条件制约,提高杆塔桩基自然接地的散流能力对降低接地电阻和节约施工成本具有实际意义.用柔性石墨防腐蚀材料的杆塔桩基紧凑型接地方法,采用有限元软件COMSOL Multiphysics建立杆塔桩基散流计算模型,针对单桩基、双桩基及全塔四桩基外敷方式的接地特性与影响因素进行仿真,分析了引流线位置对外敷电极分流特性的影响规律.计算结果表明:对于单个混凝土桩基,引流线位置对接地电阻以及桩基散流特性影响较小;当杆塔采用双基坑和大开挖单基坑施工时,逐桩分体外敷和一体外敷均能起到降阻效果.综合考虑施工难度、材料用量以及外敷方式的通用性,实际杆塔在施工时宜选择逐桩分体外敷方式.     

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。     

覆着藻类对110kV复合绝缘子电场分布的影响研究

潮湿环境下绝缘子表层覆着藻类影响其电压分布特征,对输电线路污闪防护影响较大。采用ANSYS仿真计算软件建立110 kV复合绝缘子二维电场计算模型,计算分析藻类生长位置、天气情况、生长状况等因素对绝缘子电场分布的作用规律。结果表明:绝缘子电场呈"U"形分布,在导线端护套与金具的交界处出现电场峰值;藻类生长越靠近高压端电场畸变越严重,低压端伞裙有藻类生长时,电场分布和清洁时大致相同,但球窝处场强减小;雨天时,导线侧金具与伞裙交界处的极大值并没有明显变化,低压端场强明显增大,藻类生长位置与水带交界处电场畸变严重,闪络风险较高;藻类形成干燥带对场强的影响不显著,轴向场强在干燥带处略微增加,低压端伞裙护套交界处电场强度有所减小,发生闪络的风险较低。     

大尺寸特高压输电线路雷电屏蔽性能模拟试验影响因素

输电线路雷电屏蔽性能模拟试验研究是线路雷电防护研究的重要手段。根据实际观测的雷电梯级先导停滞时间,确定采用负极性20/2 500?s和负极性80/2 500?s两种操作冲击电压波形模拟雷电最后一击的放电过程,针对1 000 kV特高压线路SZ322型杆塔开展了模型比例为1:12.5的大尺寸雷电屏蔽性能模拟试验。试验结果表明:导线接地方式明显影响导线的放电被击概率;正极性偏置电压将增大导线的放电被击概率,负极性偏置电压将减小导线的放电被击概率;波头时间对放电路径影响不明显;导线被击概率随着线路保护角的增大而增大。所得结果为后续特高压线路雷电屏蔽性能试验的开展提供参考借鉴。     

水平型直流接地极温升试验与仿真

直流系统在单极运行时,接地极的散流电流会使附近土壤温度升高,同时极址土壤各参数也会随温度发生改变。为研究土壤参数变化情况下的接地极温度场,在考虑接地极自阻的情况下对接地极电流场进行计算,并将电流场计算结果作为温度场的计算条件采用有限元法计算土壤暂态温度场,构成电流场与温度场耦合仿真模型。采用该模型求解直流接地极的暂态温升过程,并采用水平型直流接地极温升试验数据对算法进行验证。试验选取直径30mm、长9m的圆钢作为接地极,加载74h的直流电流,采用霍尔电流传感器和光纤光栅感温光缆对接地极的电流与温度进行采集与记录。试验发现接地极电流注入处的温度曲线表现为尾部上扬,表明土壤电阻率随温度升高而增大,且电阻率的升高也导致了温升更快。根据这一情况,对土壤电阻率与温度的关系进行了拟合,并给出拟合公式。对比实测数据,模型在考虑土壤电阻率随温度变化的情况下,计算结果较为准确。     

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。     

输电线路杆塔混凝土塔基外敷接地引下线防腐研究

为了研究杆塔塔基外敷接地引下线与其连接处的腐蚀问题,分别搭建典型接地引下线和接地引下线-柔性石墨组合接地体腐蚀特性有限元仿真模型,研究典型金属接地引下线和金属接地引下线-柔性石墨组合接地体连接处的腐蚀特性,提出并验证采用包覆法抑制接地引下线-柔性石墨组合接地体连接处腐蚀的方法。仿真结果表明：典型金属接地引下线土壤界面以下几乎全线发生腐蚀,金属接地引下线-柔性石墨组合接地体连接处腐蚀加剧;采用包覆后的接地引下线-柔性石墨组合接地体连接处氧还原电流、铁腐蚀电流密度和析氢电流密度几乎为零。最后通过搭建腐蚀加速试验平台验证了包覆法抑制接地引下线-柔性石墨组合接地体连接处腐蚀的有效性。     

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。