线路杆塔的放射形接地体防雷特性优化与设计

减小雷击对输电设施造成的损害,降低接地体的冲击接地电阻是现今接地设计的重中之重,其中选择不同的接地体分布形状对杆塔的防雷特性有巨大影响。该文利用CDEGS对于两种放射形接地体进行仿真,对比研究两者的冲击特性,发现低土壤电阻率区域更宜使用标准放射形接地体;高土壤电阻率区域更宜装设人字形接地体。对于两种放射形接地体,进一步施加“树枝状”短导体,分析对比其补充“树枝状”短导体的降阻效果,发现放射形接地体补充“树枝状”短导体效果更好。使用ATP-EMTP考虑火花效应的影响进行仿真后发现,使用导体材料长度相同的情况下,单接地极上施加两个树枝状短导体效果最好。在进行杆塔接地设计时,该研究结果能够为线路杆塔选择接地体提供理论支持和实测结果。     

火花效应及火花刺对石墨接地体冲击接地电阻的影响

柔性石墨复合接地体是一种具有良好的导电性、天然的耐腐蚀性、非铁磁性的非金属接地体,为了探究柔性石墨接地体在雷电流作用下火花效应和火花刺对其冲击接地电阻的影响,提出了一种计及火花效应的等效半径迭代算法并验证了其可靠性。利用该算法仿真模拟了长30 m的水平T型柔性石墨复合接地体在其不同位置添加火花刺对其冲击接地电阻的影响,并进一步分析了火花刺对输电杆塔方框带射线地网的冲击接地电阻的降阻效果。结果表明,在实际工程应用中,要充分考虑火花效应和火花刺对改善输电杆塔地网冲击接地特性的积极影响。     

线路杆塔接地装置雷电冲击特性仿真计算与模拟试验

杆塔接地装置的冲击接地电阻值直接影响输电线路的防雷效果,降低杆塔冲击接地电阻是降低线路雷击跳闸率的有效措施。采用ATP EMTP仿真计算和模拟雷电冲击试验的方法,对杆塔接地装置的雷电冲击特性进行了研究,设计了一种改进型接地装置。经仿真分析验证,在不改变接地装置覆盖面积的情况下,该装〖JP2〗置比普遍使用的接地装置型式具有更好的雷电冲击特性,可作为高土壤电阻率地区改善线路防雷的有效途径。     

便携式杆塔冲击接地电阻测量仪研究

针对目前尚无适合于现场测量杆塔冲击接地电阻的仪器,基于冲击接地电阻测量理论,研制了一台便携式杆塔冲击接地电阻测量仪,可采用波头较缓、幅值较低的冲击电流作入射波测得接地体的电压响应,再应用数学变换法获得高幅值标准雷电流下杆塔的冲击接地电阻.仿真计算和现场实测验证结果表明,该仪器抗干扰能力强,已具备工程应用雏形.     

输电线路杆塔分形外延接地网接地特性及影响因素研究

降低输电杆塔接地电阻是减少雷击跳闸事故的重要措施,而山区等地势复杂区域存在传统外延接地网施工困难、土壤电阻率高等问题。提出基于分形理论的分形外延接地网敷设方案。采用有限元仿真软件建立分形外延接地网模型,研究角度、分形维数、分形层数等因素对接地电阻、分流系数的影响,并比较典型外延接地网的接地特性。研究表明,适中的角度、较小的分形维数及分形层数有利于促进分形外延接地网散流降阻。该研究可为地势复杂且土壤电阻率高的山区等区域输电线路杆塔接地设计提供参考。     

220 kV输电线路塔基接地散流特性优化研究

输电线路塔基接地装置的散流性能直接影响电力系统的安全、稳定运行。针对桩基自然接地提出利用基坑垂直空间外敷树枝型垂直接地装置,采用COMSOL仿真软件建立220kV输电线路塔基计算模型,与传统外延人工水平接地装置进行对比,并分析不同接地材料对接地装置降阻效果的影响。结果表明,由于树枝接地体良好"端部效应"的影响,在高阻土壤条件或向注流点注入高频电流时,与外延人工水平接地装置相比,树枝型垂直接地装置具有高比例的散流比,可快速地将电流泄放到土壤深处,有效降低接地电阻;针对接地装置材料的研究表明,采用柔性石墨接地材料的装置随入地电流频率的升高具有更小的接地阻抗,这在输电线路杆塔中具有较为明显的工程使用价值。     

光伏、风力发电系统的接地技术

从接地的概念以及接地电阻入手，仔细讨论了常用的接地技术和接地方式。在此基础上对光伏、风力发电系统的接地技术和方式作了重点阐述。     

同塔双回输电线路的雷电反击计算及仿真

由于同塔双回输电线路电感较大,将面临更加严苛的防雷保护问题,所以为了降低输电线路的跳闸率,有必要对输电线路雷电反击的影响因素进行研究。采用ATP-EMTP建立了反击仿真模型,研究了不同雷电流幅值下的绝缘子两端的电压变化情况。利用规程法计算出不同冲击接地电阻、不同杆塔高度及不同波阻抗下的线路的耐雷水平和反击跳闸率。计算结果表明:降低接地电阻或杆塔高度可以有效地降低同塔双回输电线路反击跳闸率;当波阻抗独立地变化10%时,输电线路的反击跳闸率将相应地变化约20%。     

山体对变电站接地网接地性能的影响研究

提出了基于CDEGS仿真计算软件的分析模型和分析方法,设定变电站接地网在不同形状的山体上.分别对变电站接地网的接地电阻和跨步电压两大指标进行仿真计算,通过一系列的分析和对比,得出在各种情况下山体对变电站接地网接地性能的影响,并提出了恰当的工程建议.     

基于线路杆塔冲击降阻效果的火花刺布置方式优化设计

鉴于改变线路杆塔接地装置的局部结构,加装针刺状短导体(也称火花刺)可有效降低其冲击接地电阻,建立多种加装火花刺结构的线路杆塔接地体模型进行仿真计算,分析火花刺布置方式的加装角度、分支位置及数量改变对冲击接地电阻的影响。结果表明,针刺导体间的电流屏蔽效应是影响火花刺降阻效果的主要因素,据此提出火花刺的优化布置方式。计算典型线路杆塔接地网模型加装火花刺的冲击降阻效果,其中以垂直方式加装24m火花刺能达到11.34%降阻率,为实际工程应用提供了参考。     

水平直流接地极暂态温度场分析

为分析水平直流接地极温升特性,采用ANSYS软件建立了长9m的水平电极电热耦合动态模型,仿真计算了水平直流接地极暂态温升,获得了暂态温度场的分布规律和温升曲线,与试验结果对比分析表明,水平电极的散流、温升分布呈显著的端部效应,整体呈U字型对称分布;电极端部温升速率最高,幅值最大。仿真计算焦炭床截面对电极暂态温度场的影响表明,增大焦炭床截面可显著降低电极温升,温升最高点位于焦炭床端部周围的土壤中。     

雷击变电站地网对电缆感应过电压的理论计算

主要研究雷击电流通过地网对二次电缆产生的干扰。根据电缆的几何参数,计算电缆的阻抗参数,形成阻抗参数矩阵,建立分布参数模型和波动方程,通过相模变换将其解耦,然后转化成电气上彼此独立的一维波动方程,用基于Bergeron的特征线法ATP-EMTP进行暂态计算。     

计及土壤电离的地网冲击特性分析

针对一般方法及CDEGS在计算接地系统暂态性能时均未考虑土壤电离的非线性特性影响的问题,提出了将CDEGS和自编程序相结合并考虑土壤电离因素对地网冲击特性进行分析的新方法,以不同地网结构为例,比较了该方法与其他考虑土壤电离的频域方法的计算结果。结果表明,本文方法合理、有效、简便、快捷。     

35 kV电缆雷电过电压仿真与分析

介绍了由于雷害造成电缆击穿事故的实例。根据故障记录波形和电磁暂态仿真软件EMTP-ATP对事故成因和过程进行仿真分析。结果表明,对于进线具有电缆段的变电站,当电缆末端空载时,雷电过电压波会沿着架空线路传到电缆末端产生全反射,造成电缆电压过高,超过绝缘水平继而击穿接地发生事故。此类变电站应注意避免电缆末端开路的运行方式,并且考虑在进线端处加装避雷器等保护装置。该结论为变电站防雷设计提供了参考。     

雷电冲击电压下油纸绝缘气隙局部放电特性

针对变压器在雷电冲击试验中出现局部放电却无法有效诊断分析的现状,构建油纸绝缘多尺度气隙缺陷模型,探究冲击电压条件下局部放电特征。基于油纸绝缘气隙缺陷在雷电冲击电压下的放电特点,将雷电冲击电压作用时间划分为波前时间、半峰值时间、延迟时间和去电荷时间四个阶段,详细阐述了去电荷阶段局部放电驱动机制。结果表明,半峰值时间和去电荷时间内局部放电脉冲极性相反,且在去电荷阶段内脉冲放电无过冲振荡现象,随着气隙高度的增大,延时放电时间延长,平均放电量增加,累积放电量减小,且放电重复率减小。     

高压直流输电接地极电流场相关问题研究

介绍了高压直流接地电流场相关概念,主要阐述了接地、入地电流和跨步电压及其相关指标;指出在接地极设计过程中,应考虑接地极周围土壤电阻率、相关接地参数的计算以及接地极型式选择等方面的问题;阐述了高压直流输电接地极入地电流产生的电流场对变压器和系统交流电网的偏磁影响、接地极装置及地下金属管网的腐蚀以及对电气化铁路的电磁影响,并概述了相应的抑制措施,包括进行变压器及交流电网直流偏磁的治理,地下金属管网及接地装置腐蚀的防护,同时也探讨了共用接地极模式的可行性;最后指出了建立大地二维乃至三维电场模型的重要性,指出只有考虑大地横、纵向差异,更精确地了解大地电性结构,进而准确地计算直流接地极周围地电流场分布,才能更好地满足我国建设超特高压直流输电工程的要求。     

非开挖斜井导航埋设接地极降低接地电阻研究

以工程实际为例,介绍了非开挖斜井埋设电解接地极技术在变电站接地网处理中的有效运用,为高电阻率地区变电站接地网的处理提供了值得借鉴的模式.     

输电线路防雷接地技术研究

针对防雷接地技术是输电线路防雷措施实现的关键,结合福建省输电线路防雷技术的特点,分析了接地电阻值对输电线路防雷的影响,提出了提高防雷接地技术水平及降低防雷接地电阻的具体措施,在工程应用上有较强的推广价值。