输电线路杆塔冲击接地电阻特性的模拟试验研究

全面系统地分析输电线路杆塔接地装置的冲击接地电阻特性对于提高电力系统安全运行可靠性起着十分重要的作用。根据相似理论采用模拟试验系统地模拟了各种因素对输电线路杆塔接地装置冲击特性的影响。试验结果表明,冲击接地电阻随冲击电流幅值的增加而减小,随几何尺寸的增加而减小,随土壤电阻率的增加而增加。各种因素的影响规律均与火花区的形成与发展有关,具有非线性特征。本次试验研究的土壤电阻率从１００Ωｍ到５１０３Ωｍ,变化范围大,在国内外文献中没有报导。试验采用的接地装置包括了各种高压输电线路工程中常用的结构,使研究更具有实际应用价值。     

输电线路杆塔接地装置冲击特性的模拟原理

降低输电线路杆塔接地装置的冲击接地电阻是减小输电线路雷电故障的一种有效方法。用电磁场理论和相似理论论述了杆塔接地装置冲击特性的模拟原理，得出了用模拟试验方法研究接地装置的冲击特性时各相关量之间的模拟比例关系和火花放电效应的模拟准则。在一套复杂的模拟试验系统中得到的模拟试验结果与真型试验结果吻合得较好。     

输电线路杆塔接地装置冲击接地电阻特性研究

针对目前输电线路杆塔接地装置存在的遭受雷击时不能满足性能要求的问题，通过模拟计算，对多种接地装置的冲击接地电阻特性进行了分析，揭示了冲击接地电阻与雷电流波形、土壤电阻率、放射状导体长度的关系，设计了适合输电线路杆塔的接地装置结构．     

雷电流对杆塔接地装置冲击特性影响规律的研究

针对由于雷击输电线路或杆塔所致的电力系统线路跳闸率较高的现象,建立了一种不同幅值雷电流作用下杆塔接地装置冲击系数模型,以用于雷电流对杆塔接地电阻影响的评估计算,提高冲击接地电阻的测量准确度。搭建了土壤火花放电X光拍摄平台,在不同雷电流作用下,得到土壤火花放电具有斑点状-球状-流注状-电弧通道的渐变过程规律,通过不同大小雷电流现场试验,得出不同冲击电流下电感效应对电流阻挡作用及火花效应的散流作用相互制衡关系,进一步通过电感效应与火花效应解耦的方法得到较准确的接地装置冲击电阻。试验结果表明,所建模型实现了通过小雷电流冲击测试得到大雷电流作用下接地装置冲击特性的目的,并可通过小型便携式冲击接地阻抗测试仪,对杆塔冲击接地阻抗进行测试,所计算阻抗与实际阻抗的误差在3%以内,可对输电线路防雷设计、评估、施工、改造等起到指导作用。     

杆塔雷电冲击接地特性的现场试验与仿真研究

将大型冲击电流发生器运至现场,在实际的线路杆塔上给接地装置注入模拟雷电冲击大电流,测量接地装置对地电位升高、冲击接地电阻等指标,获得了运行中杆塔的接地装置冲击特性参数.同时应用接地装置仿真计算模型,按照与现场试验相同的条件用电磁暂态分析程序(ATP-EMTP)进行了仿真计算,将计算结果和试验结果进行了对比分析,取得了较好的一致性.     

输电线路杆塔接地及其降阻措施

输电线路杆塔接地是输电线路杆塔工程的重要内容,是确保输电线路杆塔在雷击下保持结构和功能稳定的重要系统,是评定输电线路整体建设的重要参考,因此要对输电线路杆塔接地给予安全管理。本研究对产生输电线路杆塔接地问题的原因进行了分类,详细分析了输电线路杆塔接地阻值过高的系统、设计、运行、施工等方面的原因,在结合输电线路杆塔接地工程建设的基础上,提供了降低输电线路杆塔接地阻值的措施。     

土壤模型复杂化对输电线路杆塔接地及耐雷性能的影响

传统输电线路杆塔接地工程设计均基于无限大均匀土壤电性模型,该土壤电性模型与实际土壤不符,可能造成接地设计的不准确。基于拉普拉斯方程,推导了水平双层和垂直双层土壤电性模型下的杆塔接地装置的电位函数表达式,从而提出了相应条件下接地电阻的计算方法。以三门峡地区110kV中横线典型铁塔接地为例,分别采用规程法和分层土壤精确计算法,对无限大均匀土壤、水平双层和垂直双层等土壤电性模型下的典型线路杆塔反击跳闸率进行了计算。结果表明,若以无限大均匀土壤设计接地装置,其反击跳闸率较土壤二分层情况低。     

35kV输电线路雷电跳闸率计算及实例分析

本文通过对35kV输电线路的雷电跳闸概率的计算,介绍了输电线路中可能发生雷电跳闸的途径,并分析杆塔冲击接地电阻对杆塔耐雷水平的影响。     

杆塔接地网垂直接地降阻及影响因素分析

近年来垂直接地降阻广泛应用于冻土层区域、地形复杂、征地困难等外延施工受限的输电线路杆塔接地网,但存在降阻效率低、施工不规范等问题。采用仿真计算方法分析了"一"字型和方框射线型接地网垂直接地降阻时的影响因素并提出实际施工建议。仿真计算结果表明:杆塔接地网的垂直接地体分布在导体稀疏的位置时,降阻效率最高;均匀土壤条件下,接地网接地电阻随接地体长度的增加逐渐降低,但降阻效率减小;分层土壤条件下,若底层为高土壤电阻率的砂石、岩石时,采用垂直接地降阻效果并不理想,若底层存在地下水等较低电阻率的土壤层时,接地电阻存在"阶跃式"降低趋势。该研究结论可为输电线路防雷、杆塔接地网降阻施工提供参考。     

输电线路杆塔分布式辅助接地网散流与结构优化研究

雷击是造成输电线路跳闸故障的主要因素之一,实现避雷线沿塔身的雷电冲击电流快速排散至大地是减少绝缘子沿面闪络的关键.现行输电线路杆塔存在着土壤电阻率高、接地施工困难、降阻效率低等问题.本文采用CDEGS软件先建立杆塔单向辅助接地网,研究连接线长度、数量以及连接线长度与辅助终端的比值对杆塔分布式辅助接地网散流特性的影响;进而建立杆塔多向分布式辅助接地网计算模型,对比分析电流频率、土壤电阻率对单向和多向辅助接地网的影响,并针对多向分布式辅助接地网的散流结构进行优化.计算结果表明:当连接线长度超过有效散流长度后,辅助接地网的降阻效率和分流能力呈现"饱和性";增加连接线数量可以明显改善单向辅助接地网的散流特性,有利于降低杆塔主地网的接地电阻;多向辅助接地网较单向辅助接地网具有明显的散流和降阻优势,改善多向辅助接地网结构有助于实现入地电流的均衡散流.本文研究结论可为输电线路杆塔设计与施工、杆塔接地改造提供参考.     

土壤非线性电离对单根水平接地体冲击特性参数的影响研究

土壤非线性电离效应是影响接地体散流能力的重要因素。为了研究冲击电流作用下土壤非线性电离对接地体泄流能力的影响规律,以单根水平接地体为研究对象,采用三维时域有限差分(3-D FDTD)数值分析方法,基于L-D(Liew and Darveniza)提出的土壤非线性电离效应模型;根据电磁场理论,建立了水平接地体仿真模型,然后从暂态冲击接地电阻、最大暂态地电位升(GPR)和电导率分布等接地体特性参数角度来研究水平接地体冲击散流的物理过程。研究表明:1雷电流在接地体及其周围土壤的散流是复杂的电磁暂态过程,接地体的散流极不均匀;2土壤非线性电离效应减小暂态冲击接地电阻,而且考虑了土壤非线性电离效应的最大暂态地电位升要远远低于未考虑土壤非线性电离的情况;3接地体端部附近土壤电离区域大于中部附近电离区域,具有明显的端部效应。     

非均匀土壤中变电站接地网优化设计

为了均匀地表面的电位分布 ,进一步降低接触电压和跨步电压 ,更好地保障人身和设备的安全 ,论文提出了接地系统优化设计方法。论文采用数值计算的方法分析了双层土壤结构时土壤反射系数、上层土壤厚度及地网面积大小等因素对地网最优布置的影响规律。分析表明 ,确定最优压缩比应以接触电压达到最小值为目标函数。最优压缩比随反射系数的增大而减小 ,下层土壤电阻率小于上层土壤电阻率时的最优布置的水平导体 ,比下层土壤电阻率大于上层土壤电阻率时的最优布置的水平导体分布得更加均匀。分析得到了双层土壤结构时 ,使地网优化布置的最优压缩比的计算公式 ,便于工程设计人员采用 ,提高接地系统的安全性     

小电流接地下10kv馈线单相接地故障定位方法

针对10kV电网节点多、分支多、传统故障定位方法不方便、不准确的特点,提出一种新的小电流接地下10 k V馈线单相接地故障定位方法。分析了发生小电流接地下10 k V馈线单相接地故障时线模电流暂态分量特性与相电流暂态分量特性。采用FTU检测装置进行故障信息采集,构建出相应的网络描述矩阵。通过控制平台对其进行处理得到故障判定矩阵,给出单相接地故障区段判定依据。实验结果表明,所提方法不但简便,还具有较高的抗干扰性和定位精度,能够有效地对小电流接地下10 k V馈线单相接地故障进行定位,为电网的安全稳定运行提供了强有力的保障。     

用表面电荷法计算空腹式接地装置的接地电阻

根据地电流场理论,结合空腹式接地装置的结构特点建立了接地电阻的计算模型.基于空腹式接地装置自身特点和对接地电阻计算精度的要求,计算中采用了改进的表面电荷法作为电场数值计算方法,并编制了相应的计算程序.将程序计算结果与用经典理论公式计算的结果和模拟试验结果相比较,并验证了计算模型和计算方法的正确性.     

直流系统接地电阻和母线对地电压的计算

给出了直接根据测量出的接地漏电流计算直流系统接地电阻和母线对地电压的方法,该方法为设计直流系统绝缘监测装置提供了理论依据．     

雨季对发变电站接地系统安全性能的影响

采用数值计算方法分析了雨季对地网安全性能的影响。地网接地电阻随地表低阻层的厚度的增加而减小。当受影响的地表层的厚度从小于地网埋深变化到大于地网的埋深时 ,接地电阻的减小有一个跃变 ,接触电压将急剧减小 ,低于正常情况时的对应值。地表低阻层的厚度小于地网埋深时 ,将导致接触电压高于正常情况时的对应值 ,低阻层的电阻率越小 ,影响的程度也越大。低阻层将导致地表跨步电压小于正常情况时地网的跨步电压 ,有利于人身安全。但雨季形成的地表低阻层有可能导致接触电压的增加 ,必须综合考虑雨季对地网安全性能的影响。分析结果将为电力部门提供参考。     

故障点接地电阻对超高压输电线路潜供电流的影响

通过采用戴维南定理的理论分析和电磁暂态计算程序的计算，对故障处的接地电阻对潜供电流的影响作了深入研究。理论分析结果表明，接地电阻是否需要详细模拟取决于线路采取何种熄弧措施。在无并补线路和采用并补国小电抗的线路中，接地电阻的变化对潜供电流影响很小，而在采用快速接地开关的线路中则影响很大，此时应考虑详细模拟包括弧道在内的接地电阻。电磁暂态计算结果表明，理论分析正确合理。     

有效降低输电线路杆塔接地电阻的措施研究

通过对输电线路杆塔接地电阻偏高的现象进行分析,结合工程实例,从设计、施工、运行等方面入手,提出了切实可行的措施,以达到降低杆塔接地电阻的目的.     

SZJ型接地装置的接地电阻计算方法

通过理论分析、试验和工程实际应用表明,SZJ型接地装置是一种可以明显降低接地电阻的新型接地装置.该装置在土壤电阻率较高或地网占地土地面积较小的接地工程中,更具有独特的降低接地电阻的效果.同时研究了采用SZJ型接地装置的设计和计算方法.