槽型缺陷深度和长度对SH0导波在接地网扁钢中传播的影响

通过改变扁钢槽型缺陷的深度与长度探索缺陷的深度与长度对SH0波在变电站接地网扁钢中传播的影响。超声检测结果表明:超声导波SH0波在传播过程中对缺陷检测的敏感性取决于缺陷处的深度,即腐蚀截面积。当缺陷面积小于整个截面积的18.75%时,很难发现反射波。深度(截面积)越小,回波信号越弱,甚至消失在噪声信号中。     

煤矿主接地电极腐蚀超声 SH 波检测方法研究

煤矿井下主接地电极腐蚀检测对于保护工作人员的安全起着极其重要的作用,当前通过运至井上人工肉眼检测的方法耗时耗力且无法定损,因此本文提出了一种基于超声SH波回波特性的煤矿井下主接地电极在线腐蚀检测新方法。首先推导了液浸板结构中SH波的频散方程,选取频散小、传播距离长的零阶SH波作为检测激励信号,建立液浸板结构有限元模型,确定了最佳超声激励频率;其次构建煤矿主接地电极声-固-流多物理场耦合检测模型,仿真研究超声SH0波在主接地电极上的传播特性以及对于腐蚀的检测能力,分析了1～5 mm腐蚀深度以及5～25 mm腐蚀半径下的回波信号特征;最后搭建了煤矿主接地电极无损检测系统,开展了实验验证工作。实验结果表明,通过超声SH波检验井下主接地电极腐蚀缺陷具有可行性,在500 mm×375 mm×5 mm的主接地极板上腐蚀定位误差为5.64%,同时腐蚀信号的幅值与不同程度的腐蚀缺陷与成正相关性,为煤矿井下主接地电极腐蚀检测以及腐蚀程度的定量评估提供了一种有效的方法。     

降低高压直流入地电流对天然气管道腐蚀的研究

为研究高压直流入地电流对天然气管道的腐蚀机理,提出降低入地电流对天然气管道腐蚀的措施,对接地极附近电场分布情况进行研究,分析电流在均匀土壤以及不同土壤电阻率中的分布情况。并根据法拉第电解定律定量找出与天然气管道腐蚀相关的物理量,据此提出在天然气管道两侧装设接地扁铁,并将接地扁铁用导线连接;在天然气管道靠近接地极一侧装设高电阻率材料;将接地极布置于低电阻率层,天然气管道布置于高电阻率层三种降低天然气管道腐蚀的措施,经过理论分析证明了所提措施的有效性。     

斜接地极对改善接地网接地性能作的作用

通过比较对接地网增加不同形式接地极的效果,分析了斜接地极对改善接地网接地性能的作用及其优点,并通过工程实例进行了验证.斜接地极不仅可以起到深井接地极的作用,在无需征地的情况下还可以起到等效扩大接地网面积的作用,且斜接地极相互之间的屏蔽作用比垂直接地极的屏蔽作用小得多,因而在均匀土壤中使用斜接地极比使用相同长度的垂直接地极更有效.当深层土壤电阻率高于表层土壤电阻率时,使用斜接地极的均压降阻效果更佳.     

斜接地极对改善接地网接地性能的作用

通过比较对接地网增加不同形式接地极的效果,分析了斜接地极对改善接地网接地性能的作用及其优点。并通过工程实例进行了验证。斜接地极不仅可以起到深井接地极的作用,在无需征地的情况下还可以起到等效扩大接地网面积的作用。且斜接地极相互之间的屏蔽作用比垂直接地极的屏蔽作用小得多,因而在均匀土壤中使用斜接地极比使用相同长度的垂直接地极更有效。当深层土壤电阻率高于表层土壤电阻率时,使用斜接地极的均压降阻效果更佳。     

接地网扁钢超声导波检测试验研究

介绍了接地网SH0波传播能力的试验研究,结构参数及环境介质对SH0波传播特性的影响,SH0导波的缺陷检测能力研究.研究结果表明SH0波在地线中传播能力强,可以很好实现地埋扁钢的缺陷检测.     

垂直接地极的降阻性能研究

接地网是保证变电站安全的重要设施,垂直接地极是变电站降低接地电阻的常用措施之一。文章选取110kV、220kV、500kV和1000kV电压等级变电站中的典型接地网进行仿真研究。对于均匀土壤,从接地网面积、垂直接地极长度、根数3方面研究了垂直接地极的降阻效果,并引入了垂直接地极长度与接地网对角线长度的比值来描述不同面积接地网中垂直接地极的降阻效果;对于双层土壤,将接地网分为大面积和小面积两类,研究了反射系数和上层土壤厚度对垂直接地极降阻效果的影响。研究结果表明,长垂直接地极对于所在土壤存在下层低电阻率的接地系统尤其有效。     

垂直接地极的降阻性能研究

接地网是保证变电站安全的重要设施,垂直接地极是变电站降低接地电阻的常用措施之一。文章选取110 kV、220 kV、500 kV和1 000 kV电压等级变电站中的典型接地网进行仿真研究。对于均匀土壤,从接地网面积、垂直接地极长度、根数3方面研究了垂直接地极的降阻效果,并引入了垂直接地极长度与接地网对角线长度的比值来描述不同面积接地网中垂直接地极的降阻效果;对于双层土壤,将接地网分为大面积和小面积两类,研究了反射系数和上层土壤厚度对垂直接地极降阻效果的影响。研究结果表明,长垂直接地极对于所在土壤存在下层低电阻率的接地系统尤其有效。     

直流接地极电流干扰下埋地金属管道防护距离影响因素研究

随着直流输电工程建设的快速发展及直流输电工程与埋地金属管道相邻不断增多,接地极极址的选择变得越来越困难。接地极对管道直流腐蚀影响的程度不仅与接地极电流和接近距离有关,还与土壤电阻率、土壤pH值和管道防腐层类型有关。文中在管道电路模型的基础上,建立了考虑管道极化效应的电路模型。通过文中计算方法的计算结果与CDEGS计算结果的对比,验证了文中算法的正确性。获得了典型设计参数下接地极与埋地金属管道的可供工程参考的防护距离,分析了土壤电阻率、土壤pH值、管道防腐层类型对接地极电流干扰下管道防护距离的影响。土壤电阻率和管道防腐层类型对管道防护距离影响较大,土壤pH值几乎不改变管道的防护距离。     

基于超声导波的接地网腐蚀检测仿真试验

针对现有技术手段难于准确判断变电站接地网的腐蚀状况,研究分析超声导波技术检测接地扁钢的可行性.通过分析频散曲线和波结构曲线,得出S0模态适合于接地网扁钢检测,应用ANSYS软件建立接地网模型及加载位移载荷,获得单一的S0模态,以此掌握S0模态超声导波在接地网扁钢中的传播特性,分析接地网结构、缺陷(腐蚀)对其传播特性的影响及关联特征,最后通过试验验证S0模态导波在扁钢中具有较好的传播能力,可应用于接地扁钢的缺陷检测.     

城市中心大型地下式变电站的接地网设计

深圳市 2 2 0kV经贸变电站是一个半地下式室内变电站 ,位于市中心 ,用地面积狭小 ,土壤电阻率较高。其接地网采用复合接地技术 ,设计方案如下 :设置上、下 2层水平接地网 ;利用基坑护壁桩及其锚索作为自然接地极 ;采用IEA电解离子接地系统作为人工接地极 ,并在上层水平接地网安装ZGD - 11- 1A接地模块 ;设置接地深井 ;采取其他辅助接地措施。     

直流接地极及杆塔接地网附近电磁场的有限元分析

高压直流输电系统处于单极大地回线运行方式时,有很大的直流电流通过直流接地极流入大地,这将造成接地极本身及附近输电杆塔接地网的腐蚀。在理论分析接地极和杆塔接地网电磁场的基础上,应用有限元分析软件COMSOL Multiphysics,以德宝直流输电工程千阳接地极为例,建立了多层大地土壤结构下的直流接地极和杆塔接地网数值模型,添加相关边界条件,进行网格划分处理,计算分析了接地极地表电位分布规律,并对杆塔接地网附近电位及泄漏电流密度进行了研究,结果发现:接地极地表电位沿径向距离逐渐降低;杆塔接地网本体上的电位最高,接地网的射线末端泄漏电流密度最大,射线首端的泄漏电流密度最小,接地网矩形与射线的连接处电流密度有突变。该研究对掌握直流接地极及杆塔接地网周围电场分布情况和腐蚀规律,具有重要的意义。     

基于有限元方法的直流输电接地极多层土壤地电位分布计算

高压直流输电单极-大地回路方式运行时入地电流会在接地极周围的土壤中产生强电场,会对接地极附近电网的电力设备和地下金属管线等产生影响。针对接地极周围实际土壤的分布情况,建立了典型土壤模型和多层土壤模型,采用有限元法对典型接地极的地电位分布进行计算。比较了采用典型土壤模型和采用多层土壤模型下的直流输电接地极的接地特性以及对地面电位分布的影响。计算结果表明,在极址附近,接地极所在层土壤电阻率对接地电阻和跨步电压的影响较大,在离接地极数十公里范围内,深层土壤电阻率对地表电位的影响较大。     

深水井接地极在变电站接地网降阻中的应用

对于位于高土壤电阻率地区的变电站接地网来说,一般的降阻方案难以适用。对深水井接地极技术的原理进行表述,提出深水井接地极在数值分析中的仿真模型,并把深水井接地极技术运用到变电站接地网的降阻中。以西藏某110 kV变电站接地网为研究对象,在站内打4口深约15 m的深井,对深水井接地,运用CDEGS接地软件对各项参数进行全面评估。结果表明,该方案满足设备和人身安全的要求。     

云霄背靠背换流站接地系统设计

本文介绍云霄背靠背换流站接地系统的设计方案。基于换流站土壤电阻率的测试数据,对土壤结构进行建模分析,针对该站土壤结构模型及站址的场平设计方案,采用深井接地极和边坡外引接地网相结合的接地网设计方案,并通过仿真分析对比深井接地极和外引接地对换流站接地设计的影响。最后,通过现场实测数据验证了仿真分析数据的准确性,保证了该站接地设计方案的安全性和可靠性。     

考虑地表高阻层的直流接地极跨步电压限值计算方法

为保证直流接地极附近人身安全,接地设计时必须满足跨步电压限值要求。针对水平双圆环形直流接地极,考虑在接地极上方地表铺设高阻层,研究在此条件下跨步电压限值的计算方法,并给出了新计算公式,最后基于边界元法对不同土壤条件下的直流接地参数进行研究分析。研究结果表明：直流接地极地表铺设高阻层能够有效提高人体耐受的跨步电压限值,建议铺设厚度为0.1~0.2 m;为明显提高跨步电压限值,选取的高阻层电阻率最好大于1 000 Ω·m。研究结果还表明,铺设高阻层对直流接地极的接地电阻、地电位升、地面跨步电压以及泄漏电流的分布影响很小,对金属设施的影响也基本可以忽略。     

土壤异质性对模拟直流场环境下X70钢的腐蚀行为影响

通过模拟直流接地极不平衡电流场,研究了X70钢在四川宜宾±800 k V复龙特高压直流换流站接地极附近土壤中的腐蚀行为。结果表明,土壤性质对埋地金属的腐蚀性影响较大。其中,土壤p H值对X70钢在直流接地极附近土壤中的腐蚀速率有影响显著,腐蚀速率与土壤酸碱性的关系为酸性中性碱性;同时,土壤总含盐量越大,金属腐蚀速率越大。该研究为评估直流接地极附近埋地金属设施的腐蚀影响和新建特高压直流工程接地极的设计规划选址提供一定的依据。     

电解地极在高土壤电阻率接地网中的应用

在高土壤电阻率地区,普通的降阻材料无法实现降低主接网电阻的目的,现采用获得国家实用新型专利证书、省级科技进步奖的DK-AG电解地极进行降阻处理。通过分析计算,确定所需电解地极的数量。方案实施后,检测实施的效果,达到满足电力系统主接地网的电阻要求。     

土壤电阻率的温度特性及其对直流接地极发热的影响

为了更准确地分析接地极的发热情况,确保接地系统的安全运行,通过土壤温升模拟试验,获得了土壤在一定温度范围内的电阻率与温度、含水量的变化规律,试验结果表明:当温度较高时,土壤水分蒸发加快,土壤电阻率迅速增大,并呈指数上升。基于试验结果,结合电流场理论及传热学原理,建立了简单直线型接地极的发热仿真模型,从仿真结果中发现:土壤电阻率的变化会影响接地极表面的散流分布,从而改变接地极附近土壤的温度分布。对比传统计算模型中将土壤电阻率视为恒定的情况,该模型计算结果说明接地极附近土壤温升速度更快。试验及仿真结果说明,计算时考虑土壤电阻率的温度特性对接地极发热的影响,将有利于接地极的安全设计和维护。     

特高压直流入地电流对附近杆塔地网腐蚀评估

为了有效开展直流入地电流对交流电网的影响评估,指导特高压直流接地极工程的选址建设,以国家电网公司正在建设的±800kV某特高压直流输电工程接地极(址)及邻近500kV交流输电线路杆塔实际参数为例,采用接地仿真计算软件建立了相应的极址土壤模型和线路电气模型,对流入输电线路各杆塔接地体的直流电流及分布特性进行了全面、系统的研究,根据接地极在设计寿命内的总安时数和运行方式计算得到了单基杆塔接地体的腐蚀量,分析表明杆塔地网腐蚀量与接地极运行的安时数、流出该基杆塔接地体的电流值以及使该基杆塔接地体电流流出时接地极的运行时间成正比,且主要集中在接地体的末端,建议应根据极址土壤电阻率参数和系统额定电流来确定接地极与输电线路的最小距离要求。该成果可用于指导直流接地极设计中类似问题的研究。