10kV配电线路杆塔接地电阻对耐雷水平影响研究

由于配电线路杆塔基数众多,且线路等级较低,长期的"重主网轻配网"思想使得配电线路杆塔接地电阻问题没有引起足够的重视。本文基于10 kV配电线路钢筋混凝土电杆接地电阻的实际考察与现场测量,并从混凝土在干燥和吸湿两种情况下其电阻率的表现,以及钢筋混凝土杆塔抱箍是否与内部钢筋相连等方面分析了其对杆塔接地电阻的影响。本文通过电磁暂态软件PSCAD建立了相关输电线路模型,分析了不同接地电阻对输电线路耐雷水平的影响,若接地电阻较大,雷击时避雷器通流容量将超过其设计通流值,说明了配电线路杆塔接地装置对其雷电防护性能的重要性。     

杆塔基础外敷螺旋接地装置的冲击散流优化研究及其应用

为有效降低高压输电线路杆塔接地装置的雷电冲击接地电阻，本研究充分利用杆塔基础的垂直空间，采用一种螺旋状接地装置沿杆塔基桩表面敷设直至基桩底部，在更大限度散泄冲击电流的同时降低水平外延射线的铺设难度。研究了冲击接地电阻的原理及其在CDEGS软件仿真计算中的实现方法，并对计算方法进行了可靠性验证。建立考虑雷电流冲击下的土壤非线性电离的接地模型，研究不同雷电流幅值、土壤电阻率下螺旋接地装置的冲击特性，从而进行螺旋结构的优化选择；以110 kV输电杆塔典型四角放射型接地网为原型，对比计算双层土壤下杆塔基础外敷螺旋装置前后所需外延射线的长度，分析杆塔基础外敷螺旋接地装置的应用效果，为螺旋接地装置的推广使用提供理论基础以及方法参考。     

石墨烯复合接地装置在杆塔接地中的应用

针对高土壤电阻率、强腐蚀土壤环境下输电线路杆塔接地装置降阻困难、腐蚀严重、敷设不便等实际问题,应用一种接地新型材料—石墨烯复合接地装置,可有效解决上述问题。本文简要概述了石墨烯复合接地装置的组成及特性,对比分析不同土壤电阻率下镀锌圆钢、石墨基柔性接地体与石墨烯复合接地装置的工频与冲击接地电阻特性,计算分析工频故障电流通过接地装置散流时的跨步电位差分布特性,最后通过500 kV线路杆塔接地装置实际应用证明该材料可有效满足实际工程需求。     

考虑火花效应的接地装置冲击散流特性有限元计算分析

为了计算输电线路杆塔接地装置的冲击散流特性并考虑火花效应的影响,本文结合土壤击穿模型,采用有限元法(FEM)求解了非线性电阻率下的磁准静态方程,模拟了雷电流的地中散流及土壤电离的过程。随后,讨论了土壤击穿模型参数对冲击接地电阻的影响,分析表明:土壤临界击穿场强E_c是影响冲击接地电阻的主要参数,为简化计算并考虑土壤分散性的平均影响,建议取E_c=3 kV/cm,剩余电阻率系数k及电阻率衰减系数n的影响较小,建议取k=7%,n=0. 75。最后,进一步补充计算了垂直接地体、针刺型接地体及实际接地装置的冲击散流特性,为实际输电线路杆塔接地设计与分析提供参考。     

配网线路避雷器雷电放电电流和吸收能量特性分析

配网线路避雷器雷击放电电流特性是其动作负荷、残压、型号选择、试验考核和运行寿命评估的关键依据。在建立配电网输电线路防雷计算模型的基础上,用电磁暂态计算程序ATPEMTP对无避雷线的典型10 kV配电线路在不同雷击途径下流经线路避雷器的雷电放电电流和吸收的雷电放电能量进行了计算分析。研究了不同波形、幅值雷电流侵入时,不同杆塔冲击接地电阻下,线路避雷器的放电电流和吸收能量特性,分析了雷电流幅值、波形、冲击接地电阻对放电电流的幅值、波头时间、波尾时间和避雷器吸收能量的影响。研究结果表明:雷直击线路时,避雷器放电电流幅值和吸收能量均随冲击接地电阻阻值的增大而减小,而雷击塔顶时相反。     

复杂土壤结构对杆塔接地装置冲击 特性影响分析

随着电网输送距离的增大,输电线路不可避免要跨域河流、山地等复杂地形,准确计算复杂土壤结构中杆塔接地装置的接地参数及其冲击散流特性是输电线路杆塔接地装置优化设计的基础。本文基于有限元数值计算方法,建立了考虑河流、山体的块状土壤结构模型,对接地装置散流过程土壤中电流密度和电场强度进行分析;并对河流与接地装置的距离、山体的坡度、山体顶面积对接地装置冲击接地电阻的影响进行定量的分析。结果表明:高土壤电阻率地区,接地装置与河流距离小于5 m时,河流对接地装置散流以及冲击接地电阻影响较明显;当山体顶面积为20 m×20 m时,坡度5°≤α≤75°,接地装置敷设于山顶和山侧时,接地装置冲击接地电阻值分别增加了79. 6%和32%,山体输电线路防雷设计应综合考虑山顶面积和坡度对接地装置散流和冲击接地电阻值的影响。     

配电变压器防雷措施研究

配电变压器极易遭受雷击而损坏.分析了广西某地10kV线路配电变压器遭受雷击损坏的原因,线路绝缘水平过高导致线路缺乏泄流通道是事故频繁的主要因素.通过ATP-EMTP仿真知,在配电变压器前2、3基杆塔安装过电压保护装置与避雷器配合使用,低压侧安装避雷器及降低接地装置的接地电阻等措施,可以有效降低配电变压器雷害事故的发生,...     

考虑土壤火花击穿特性的针刺式接地装置降阻研究

杆塔接地电阻超标大大增加输电线路雷害风险，进行基于冲击降阻效果的接地装置优化设计很有必要。研究发现在接地极上加装针刺短导体能够改善接地装置冲击特性，基于电磁场麦克斯韦微分方程建立了考虑土壤火花击穿特性的接地装置冲击特性有限元模型，然后分析了在水平接地极上添加针刺的降阻机制，最后基于有限元模型仿真研究针刺长度、数量和加装方式对冲击接地电阻的影响规律。结果发现，针刺长度和数量增加都能够降低冲击接地电阻，随针刺数量增多单根针刺降阻效率逐渐下降，添加单根针刺时采用单边竖直加装方式具有最好的降阻效果，受针刺导体间的屏蔽效应影响，针刺数量较多时水平单边和竖直单边相间排列加装的方式降低电阻值更多，所得结论可以为针刺在水平接地极上的布置方式提供参考。     

某山区大跨越10 kV线路分流系数量化分析及防雷改造

10 kV配电线路耐雷水平较低,雷击跳闸事故频繁。而杆塔分流系数对线路的耐雷水平至关重要。根据某山区大跨越10 kV线路参数,利用ATP-EMTP软件建立10 kV线路仿真模型,量化分析线路避雷器装设前后对杆塔分流系数的影响,以及改变避雷器接地电阻大小后,杆塔分流系数的变化规律。仿真结果表明:雷电流10 kA时,装设避雷器后杆塔分流系数降低了72.38%,且避雷器接地电阻降低一半,则杆塔分流系数可至少降低20.9%。最后通过对该10 kV线路进行具体改造,大大提高了线路的耐雷水平。     

计及土壤电离的接地装置冲击特性有限元分析

接地装置是电力系统中的重要组成部分,是故障电流和雷电流的泄流通道,对接地装置冲击特性的研究是接地优化设计和提高输电线路耐雷性能的基础。利用基于有限元方法的COMSOL软件建立了考虑土壤火花效应的接地装置冲击特性有限元模型,通过与试验数据对比验证了模型的有效性以及准确性。并对接地装置冲击散流特性进行了分析,定量研究了土壤火花放电现象对接地装置冲击特性的影响,验证了火花效应对接地装置接地电阻的降低作用,且地表电位分布规律证明火花放电减小跨步电压,提升安全距离。以上对基本接地装置冲击特性的分析结果对接地装置的设计和运行有重要的参考价值。     

220kV马墨线雷害事故分析及对策探讨

220 kV马墨线是韶关地区的一条骨干线路,自建成投产以来发生多起雷害事故.为此,对该线路现有防雷措施及具体雷害事故原因进行了分析,并就事故杆塔现有防雷措施参数对其耐雷水平进行计算,得出了该线路的雷害事故主要是雷击杆塔或避雷线引起的反击.在具体事故分析的基础上,针对现有防雷措施存在问题及不足,主要采取了降低杆塔接地电阻...     

未断开接地装置和架空地线连接时接地电阻的测量误差研究

分析了未断开接地装置和架空地线连接时接地电阻的测量误差来源,指出实际流经接地装置的电流小于电流测量值是产生测量误差的根本原因。通过建立数学模型研究了变电站接地电阻值、电流回路电阻值、杆塔接地电阻值、架空地线类型的改变对接地电阻测量误差的影响。为了减小大电流法测量接地装置接地电阻的误差,应当断开接地装置和架空地线的连接并令测试范围内杆塔的架空地线与地绝缘。     

汾西煤矿35kV变电站接地改造分析

通过对汾西某煤矿35 kV变电所雷害事故进行仔细分析,其主要原因是地网接地电阻超标、均压不完善、以及冲击接地阻抗过高等。经过现场试验、以及结合现场实际情况并且充分考虑煤矿供电特殊性,决定采用铺设冲击接地均压环降低冲击接地阻抗及改善电位分布,利用自然接地体以及敷设GPF-94高效膨润土降阻防腐剂来达到降阻、防腐的目的。改造之后,通过试验论证,各项接地参数均符合要求,达到预期改造效果。     

农网10kV配电变压器的防雷改进措施研究

通过调研湖南、广西、河南等省的农网10kV配电变压器的运行情况,结合分析其配电变压器在防雷保护方面的现状,指出了目前的问题主要存在于接地装置和低压侧避雷器装设等方面,用理论计算和仿真分析的方法对存在的问题进行了研究,认为严格限制配变台区接地装置的接地电阻,并做好防腐处理;配电变压器高、低压侧装设避雷器保护;加强对雷电活...     

配电变压器防雷问题分析

配电变压器极易遭受雷击而出现故障。分析了湖南某10kV线路变压器遭雷击而损坏的原因,得出配电变压器正、逆变换过电压是导致雷害事故发生的主要根源。通过增加电抗器、耦合电缆,改进避雷器的接地方式及对配电变压器相关设施进行定期维护等措施,可有效减小因雷击对配电变压器造成的损坏,提高配电变压器的防雷性能。     

对拟议中的国家标准接地规范某些规定的商榷

对拟议中的国家标准《交流电气装置的接地设计规范》（GB 50065—200X）送审稿的某些规定,如对10／0．4kV配电变电所接地电阻值的要求．变电所设一个接地还是两个接地。对变电所建在所供建筑物内时接地电阻的要求等,提出不同意见。建议国家标准接地规范应与国际标准接轨。     

自然接地体在变电站降阻改造中的应用分析

针对目前变电站接地问题日益突出、常用的降阻措施受到多方面因素制约等问题,对变电站接地降阻改造中采用自然接地体的方法进行了讨论,并结合福建某110 kV变电站接地改造的工程实例,分析了利用自然接地体作接地装置的合理性和优越性.认为接地工程中,充分利用自然接地体不仅能有效降低接地电阻,还具有省工、省料、接地电阻稳定、使用寿...     

钦州110kV燕江线雷击故障统计分析与防雷保护措施

110 kV燕江线大部分经过电阻率较高的山区,线路跳闸率高。通过燕江线2006年5月—2008年6月雷击故障统计,运用向量电气几何模型分析了雷击故障的原因,得出:高地势、大档距和大接地电阻是造成燕江线跳闸率偏高的三个主要原因。指出采用接地长度最长的放射状接地形式,结合GPF-94降阻剂可有效降低杆塔接地电阻;同时采取将绝缘子原来每串7片增加到每串8～9片,增加塔顶拉线及安装线路避雷器等防雷措施,以提高线路防雷水平。     

柴油发电系统接地探讨

针对高压柴油发电系统作为10 k V系统采用中性点低电阻接地方式、中性点消弧线圈接地方式的公用电力网的备用电源时如何选择高压柴油发电系统中性点接地方式进行分析和探讨;对低压柴油发电系统供电时配电系统接地型式的选择及用于安全电源时低压配电系统接地型式的思考;对高压柴油发电系统用户接地配置问题等展开讨论。     

10kV电力系统无间隙ZnO避雷器额定电压选择

提出了在10kV变配电系统中,依据10kV电力系统三种不同接地方式,如何选择无间隙氧化锌（ZnO）避雷器的额定电压问题。对该型避雷器的特征以及10kV系统三种接地方式的特性及使用情况作了论述。