基于冲击接地电阻的变电站地网评估方法研究与应用

提出一种在高土壤电阻率地区按照模拟雷电流冲击波形的方法来测试变电站接地网的冲击接地电阻,该模拟冲击波形属于小信号,避免利用常规冲击电流发生器所带来的体积庞大不宜实地测试和现场测试人员人身安全的缺点,通过不同的波形来测试得出相应的冲击接地电阻,并与常规测试方法得出的接地电阻进行换算和比对,证明该方法准确可行。     

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。     

导电混凝土接地棒接地降阻特性研究

为了研究混凝土接地棒在通入工频电流和冲击电流时的接地降阻性能.分析了混凝土接地棒降低工频接地电阻和冲击接地电阻的原理,以及工频电流和冲击电流下的接地体间的屏蔽效应.分别给出了混凝土接地棒工频接地电阻和冲击接地电阻的测量方法及减小测量误差的措施.采用上述方法对混凝土接地棒进行试验验证:得到良好的工频接地和冲击接地降阻的性能,使接地体通入冲击电流时有更强屏蔽作用.     

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.     

直流输电线路接地极形状对地电场观测干扰水平的影响

为解决特高压直流输电线路对地震台地电场观测的干扰影响问题,根据地电场观测仪器的工作原理,分析直流输电线路干扰地电场观测的原因,认为线路接地极入地电流使土壤的电位分布发生了变化,从而改变了埋设在土壤中的地电场观测仪器电极处的电位.针对直流线路接地极不同形状,考虑大地为水平分两层的土壤模型,根据等值复数镜像法推导出单一垂直接地体、水平双环接地体和多个垂直接地体的入地电流在土壤中的电位计算公式,计算并分析了多种情况下直流线路对地电场观测的干扰水平.结果表明,采用水平双环形接地极可减小50%左右的干扰值,采用8个垂直接地极可减小87%左右的干扰值.     

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.     

辐射状接地体冲击接地阻抗特性的实验

为了研究辐射状接地体的冲击接地特性,用实验的方法得到了2种辐射状接地体的冲击接地阻抗TGR(transient grounding resistance)。实验所用接地体,其一,由8根长2m的钢筋组成米字形接地体;其二,由4根长4m的钢筋组成十字形接地体,材料均为10钢筋,埋深0.6m。实验时高压脉冲发射器经接地体入地点放电,由脉冲电流传感器和脉冲电压传感器测得的信号经光纤传输系统传送至多路数字示波器,根据同步记录、存储的波形,计算得出了冲击接地阻抗波形。实验结果表明,在实验冲击电流下,米字形接地体的冲击接地阻抗呈现明显的容性特征,而十字形接地体的冲击接地阻抗容性特征不明显;冲击接地阻抗时域波形的稳定值与工频接地电阻的理论值非常接近。     

非线性电阻限制10kV电网弧光接地过电压分析

以贵州某变电站10kV电网为例，用电力系统电磁暂态程序（EMTP）对中性点不接地和经非线性电阻接地2种情况下的弧光接地过电压进行了计算、分析和比较．结果表明，中性点经非线性电阻接地方式基本保留了中性点经小电阻接地和中性点不接地2种方式的优点，既能很好地限制弧光接地过电压，又能使单相接地时供电不中断，保障了电网供电可靠性．可以认为中性点经非线性电阻接地是一种新型的中性点接地方式，有待于进一步的分析和研究．     

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。     

高山移动基站防雷接地的探讨

对移动高山站周围地理环境的有关参数进行计算研究,利用几种接地形式的接地电阻计算公式得出的结果进行比较分析,得知在有限的水平接地体所包围的面积内,与简单的水平接地形式相比,利用普通复合型接地形式并没有使接地电阻得到明显降低.只有综合利用放射型接地形式与钻孔接地形式才能使接地电阻与接地效果从根本上得到改善.     

Lightning electromagnetic field generated by grounding electrode considering soil ionization

A circuit model with lumped time-variable parameter is proposed to calculate the transient characteristic of grounding electrode under lightning current, which takes into consideration the dynamic and nonlinear effect of soil ionization around the grounding electrode. The ionization phenomena in the soil are simulated by means of time-variable parameters under appropriate conditions. The generated electromagnetic field in the air is analyzed by using electrical dipole theory and image theory when the lightning current flows into the grounding electrode. The influence of soil ionization on the electromagnetic field is investigated.     

500kV变电站雷电侵入波研究

将５００ｋＶ变电站和进线段结合起来,考虑绝缘子串冲击伏秒特性、进线段冲击电晕和杆塔冲击接地电阻等影响因素,分远区及近区落雷,采用国际通用的电磁暂态计算程序（ＥＭＴＰ）对５００ｋＶ变电站的雷电侵入滤过电压进行了研究。研究表明将５００ｋＶ变电站和进线段结合起来更接近实际情况进线段诸因素对变电侵入波过电压的大小有较大影响。     

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．     

拖缆式时间域海洋电磁勘探一维正演

深海频率域海洋电磁已成功商业化;但在浅水区域,频率域海洋电磁受限于空气波的强烈干扰,其应用受到限制。为此,国际上加大了针对拖缆式时间域海洋电磁的研究。利用余弦数字滤波算法,编写了时间域海洋电磁一维正演代码;并试算了多个模型。分别研究了发射源的深度、接收极的深度、储层厚度,以及储层埋深深度对于水平电场冲激响应曲线的影响。通过以上比较分析,可以发现拖揽式时间域海洋电磁具有很大的可行性和实用性。     

输电线路杆塔接地装置冲击系数及其拟合计算公式

选择合适的冲击系数是输电线路杆塔接地装置设计的关键。采用模拟试验分析了各种因素对冲击系数的影响。大量的试验结果表明,冲击系数随冲击电流幅值的增加而减小;随接地体几何尺寸的增加而增加;随土壤电阻率增加而减小。本文通过对试验数据进行回归分析,得出了计算不同接地装置的冲击接地系数的经验公式。模拟试验得到冲击系数值与文献中提供的现场实测结果吻合得较好。研究成果可以为输电线路杆塔接地装置的设计和修订接地规程提供参考。     

水源区杆塔外敷电极条件下的基础接地特性

水电变电站出线段杆塔接地施工往往受地形和征地条件制约,研究水源区杆塔桩基散流特性并提高桩基自然接地的散流能力对水源区电力线路防雷具有实际意义。本文采用COMSOL Multiphysics软件建立水源区杆塔桩基散流模型,提出基于桩基外敷柔性电极的基础散流优化方法,分别对杆塔桩基在柔性电极不同外敷面积、不同外敷半径和不同连接位置条件下的基础接地电阻、桩基内钢筋电流密度以及外敷电极电流密度进行计算。研究表明：桩基外敷柔性电极对于改善桩基内钢筋散流有明显效果,外敷柔性电极的敷设面积、敷设位置、敷设半径等是影响桩基散流特性的重要因素,改善外敷柔性电极的布置方式有利于降低杆塔基础的接地电阻值。本文仿真计算相关结论可为水源区输电线路杆塔接地设计与降阻改造提供参考。     

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。     

电极位置对垂直三层土壤结构中接地系统接地电阻测量结果的影响

如何简便、准确地测量发、变电站接地系统的真实接地电阻是保证电力系统安全、可靠运行的一项重要措施。论文采用数值计算方法分析了垂直三层土壤结构中的接地系统接地电阻测量时测量电极的布置规律 ,分析了不同接地系统位置情况下 ,不同方向布置测量线路所要求的电压极的正确位置 ,也讨论了不同测量路线时采用 0 .6 18法进行接地电阻测量时的误差。分析表明 ,科学合理的接地电阻测量方法应当基于了解接地系统所处位置的土壤地质分层结构和选择合理的电流极引线方向及电压极的布置位置 ,确保比较准确地测量接地电阻 ,并且能够分析所采用测量方法的测量结果与真实值之间的误差 ,进行合理修正。分析结果可为电力运行部门提供参考     

柔性石墨接地体在山区杆塔接地网中的应用

为解决山区杆塔设计存在地形复杂、土壤电阻率高等问题,提出了一种石墨膨润土和柔性石墨接地体在山区杆塔建设中配合使用的方法;并用数值仿真软件CDEGS对典型山区地形接地电阻仿真计算,针对不同地形地貌并结合柔性石墨接地体的优势提出一套优化设计和改造方案。工程实际应用表明,在山区特殊地形采用独特的杆塔接地网型式;并用石墨膨润土改善接地体周围土壤环境,能有效控制杆塔接地电阻在规程要求内,具有较高的应用价值和推广价值。     

Application of ANSYS 3D FEM in Studies of Surface Deformation Caused by Pipe Jacking

By using site observation data and establishing 3D model using ANSYS software,this paper has discussed the strain change of stratum stress during process of jacking-in and the im-pact of machine head on ground surface under different frontal resistances. Analysis of the two cases shows that soil pressure reaches its maximum point when the soil is right above machine head,and soil stress will gradually decline when machine head passes over it. It also shows that impact brought by pipe-jacking construction on stress change of the surrounding soil is limited. The thesis suggest that road surface should be consolidated and soil condition be improved before construction to prevent loss and disaster caused by road surface deformation,jacking force can be increased so that jacking efficiency can be enhanced when ground stratum is well filled with soil,but the frontal resistance facing machine head should be equal to surrounding soil pressure in order to avoid rise of ground surface.