杆塔接地体冲击对输电线路雷电反击分析

为了减少雷害事故的发生,为输电线路防雷提供科学依据,计算输电线路雷电反击跳闸率时必须考虑杆塔接地体冲击特性。通过EMTP建立了线路及杆塔模型,考虑雷电流作用下接地体冲击特性,分析线路反击时杆塔和接地体暂态电压变化规律。计算不同土壤电阻率和接地体长度下线路反击跳闸率,同时讨论工频电压对反击跳闸率的影响。分析结果表明:雷电流幅值较大时,接地体冲击接地电阻降低明显。工频电压对线路反击跳闸率有一定影响。增加接地体长度和降低土壤电阻率可以有效减少线路反击跳闸率。     

雷电冲击下杆塔接地阻抗特性研究

降低杆塔冲击接地阻抗是提高输电线路耐雷水平、降低雷击跳闸率的重要措施之一。目前采用的工频接地电阻乘以冲击系数得到冲击接地阻抗的方法与实际工况存在差异,随着接地体尺寸、埋设方式、土壤分布和雷电流参数变化,这种差异越来越大,因此研究杆塔接地体在雷电流下的冲击特性具有重要的意义。基于电路理论的方法,采用ATP-EMTP软件,考虑雷电流的高频特性和高幅值特性,建立了对杆塔接地体的细化仿真模型,模拟电感效应和火花效应的实际效果,并利用该模型对雷电冲击下杆塔接地阻抗特性进行研究。     

大型变电站接地网雷电冲击暂态特性的仿真

为了更深入掌握雷电冲击下大型变电站接地网的暂态特性,指导变电站的防雷接地设计,建立了大型变电站雷电冲击暂态特性的仿真模型。在此基础上,使用矩量法(MOM)在不同土壤电阻率、不同地网边长、不同网孔大小以及不同雷电流波头时间等情况下分别进行了接地网的雷电冲击暂态特性的仿真计算。结果表明:土壤电阻率越大,接地网的冲击接地特性越呈现出阻性;地网面积越大,接地网的冲击接地特性越呈现出感性;网孔大小对接地电阻的影响不明显,当网孔边长从50 m下降到10 m时,接地网的工频接地电阻与冲击接地电阻分别下降了22.95%和5.63%;随着雷电流波头时间的增加,接地网的冲击接地电阻与冲击系数近似线性下降。     

基于有限元分析的石墨基柔性接地体冲击接地特性研究

针对目前电力系统中存在的接地体严重腐蚀问题,新型柔性石墨接地材料得到了一定程度的应用,然而对于该材料接地特性的研究依然不够完善,选用接地体时沿用金属接地体的设计思路,因此在实际使用过程中仍然存在一定问题.基于此,笔者在考虑土壤非线性火花效应的前提下,建立了接地体有限元分析模型,通过试验验证仿真模型准确性后,比较研究了石墨基柔性接地体与钢接地体之间冲击接地特性差异,并以此为依据对两种接地体的有效长度进行了相应分析,同时还确定了两种接地体在不同频率电流下的趋肤深度.研究结果表明:接地体的冲击接地电阻主要与接地体尺寸相关,材料自身电气特性影响相对较小,同时石墨基柔性接地体有效长度相比钢接地体较长,且其趋肤效应较弱,因此接地材料的整体利用率较高.     

配电线路直埋式水泥杆雷电冲击暂态接地特性

安全性评估在架空线路建设过程中是不可或缺的,而跨步电压作为安全性指标显得尤为重要.为此研究了配电线路直埋式水泥杆遭受雷击时的暂态接地特性:首先通过ATP-EMTP电磁暂态软件搭建配电线路仿真计算模型,计算不同幅值的雷电流雷击杆塔时的入地电流;其次结合两种跨步电压安全限值判据,通过CDEGS软件搭建接地仿真计算模型,计算...     

基于频域电网络模型接地体冲击散流分布的研究

研究接地体冲击散流特性是优化地网冲击特性、降低输电线路雷击跳闸率的重要措施。通过对接地导体分段建立频域电网络模型模拟接地体冲击泄流过程,采用迭代法考虑土壤动态电离对散流分布的影响,并利用CDEGS软件仿真及真型散流试验对频率电网络模型及其迭代求解结果进行了对比验证。本文研究了标准电流波形下水平伸长接地体在不同接地体尺寸、不同土壤电阻率及不同电流峰值下的散流规律,得出接地体冲击散流不均匀分布是由导体段之间对地互阻抗及电感效应引起的。     

基于FDTD方法的垂直接地体冲击时-频特性分析

基于L-D(Liew and Darveniza)提出的土壤非线性击穿效应模型,根据电磁场理论开发了一套三维时域有限差分(3-D FDTD)算法,建立了垂直接地体仿真模型,利用该模型于时域内从电场强度,电导率分布,最大暂态地电位升和暂态冲击阻抗的角度来研究了不同接地体长度和不同电流幅值对垂直接地体冲击散流特性的影响,于频域内从电场强度和电导率分布的角度来研究了垂直接地体在不同正弦电流频率中的散流特性。研究表明:1)接地体长度越长,土壤横向击穿区域越小,纵向击穿区域越大,最大暂态地电位升越小,暂态冲击阻抗越小;2)电流幅值越大,土壤横向和纵向击穿区域越大,最大暂态地电位升越大,暂态冲击阻抗越小;3)正弦电流频率越高,土壤的"趋肤效应"越强,极大影响了接地体的散流过程。     

配电线路混凝土杆塔接地体冲击特性实验研究

为了分析雷击配电线路杆塔时的冲击特性,选择实地试验的方式进行测量工作,同时为了增加试验的可靠性及对比不同土壤电阻率环境下的杆塔冲击特性,在陕西省某地选择了两处不同土壤电阻率的同类钢筋混凝土材质杆塔进行测试,选择移动式冲击电流发生器作为本次试验的激励装置,采用三级法布线方式,测量得到了4种不同幅值的冲击电流下的杆塔接地体表面电位及杆塔周围地电位升的数据。本次试验属于配电线路杆塔防雷任务的基础研究工作,测量得到的杆塔接地体冲击特性数据及电位分布规律可以指导此类钢筋混凝土材质类型的配电线路杆塔本体及接地体优化设计工作,降低配电线路的雷击致故障概率。     

考虑火花效应的杆塔接地体冲击特性仿真研究

为研究雷击杆塔时接地体的冲击特性,以便优化设计接地体结构,针对雷电冲击时产生的火花效应,运用电磁暂态分析软件ATP-EMTP,搭建了接地体射线的时变非线性冲击阻抗模型。在验证模型的基础上,研究了接地体冲击接地阻抗受雷电流波前时间、土壤临界击穿场强及射线长度的影响。仿真结果表明:波前时间与冲击接地阻抗呈反比关系,波前时间越长,冲击接地阻抗越小;冲击接地阻抗正比于土壤临界击穿场强;对于高土壤电阻率的地区,雷电流幅值在10～110 k A之间,接地体射线的有效长度为40 m,无限加长射线长度不利于减小冲击接地阻抗。所得结论对于接地网优化改造、接地体射线长度选取具有指导意义。     

风电场接地系统雷电冲击特性的研究

良好的接地系统对于风电机组的正常运行至关重要。基于风机接地圆环的不等电位模型研究雷电流波头时间与入地点、雷电流幅值、土壤击穿场强、土壤电阻率等因素对风电机组接地系统雷电冲击特性的影响规律以及多年冻土地区通过对接地网敷设垂直接地极的散流效果。结果表明:雷电流经风机接地圆环中心注入时具有更好的散流效果,雷电流波头时间越短,接地导体的电感效应越强烈,风机冲击接地电阻越大;随着雷电流幅值的增加,土壤的火花效应得以加强,风机接地圆环面积越小,冲击接地电阻降低越明显;土壤临界击穿场强越小,接地网附近土壤越容易发生火花效应,风机冲击接地电阻越小;风机接地网存在有效的散流半径,当接地网半径超过15 m时,散流效果不再明显增强;随着土壤电阻率的增加,风机接地圆环面积较小时的散流效果有限,冲击接地电阻几乎呈线性增长,而风机大面积接地圆环的冲击接地电阻增长有限,很快趋于饱和;对于存在多年冻土现象的地区,垂直接地极的散流效果较好,垂直接地极的布置不应过于密集,以减小导体之间的屏蔽效应。     

接地模块冲击特性的试验研究

介绍了非金属接地模块的组成及降阻原理,通过冲击电流试验平台,在不同土壤电阻率下分别对不同大小、不同形状、不同材料的接地体进行冲击电流试验。分析试验数据结果表明,施加不同冲击电流时,相同散流面积下圆柱形接地模块的散流效果比长方体形的散流效果好,冲击电流越大效果越明显;随着接地模块体积和散流面积的增加,降阻效果的增加呈饱和趋势;接地模块的降阻率不随土壤电阻率的改变而改变,土壤电阻率越高,接地模块的降阻效果越好;石墨型接地模块的降阻效果堪比传统金属接地体,石墨部分降阻效果非常明显,为工程应用提供参考。     

基于EMTP仿真和实测的接地电缆雷电过电压特性分析

针对目前缺少有效设备仪器和方法保护接地系统雷击浪涌的问题,文中系统化地研究了地下配电电缆中使用的接地系统的暂态特性.通过现场实验测试与EMTP仿真分析,对传统多点接地电缆系统和非捆绑式公共接地电缆系统中性线感应的雷电过电压进行了评估计算与详细比较.首先通过EMTP软件建立配电缆雷击感应电压计算仿真模型;然后通过比较实际测量结果与EMTP仿真所得到的数值结果,验证本研究所建立的仿真模型的有效性和准确性.最终,通过验证后的模型的EMTP仿真结果对雷电绝缘水平进行预测.     

具有不同频谱特性的地震波对单塔悬索桥响应的影响分析

根据空间有限元计算模型，采用混合结构形式，以某市单塔悬索桥为研究对象，运用时程分析法，探讨了具有不同频谱特性的地震波对单塔悬索桥响应的影响问题。     

具有不同频谱特性的地震波对单塔悬索响应的影响分析

根据空间有限元计算模型，采用混合结构形式，以某市单塔悬索桥为研究对象，运用时程分析法，探讨了具有不同频谱特性的地震波对单塔悬索桥响应的影响问题。     

连续雷电冲击下土壤恢复特性分析及仿真研究

根据对雷电现象的研究发现,闪电通常包含了多个回击。在多脉冲电流下,土壤特性不仅与击穿特性有关,还与电参数恢复有关。不同地区,不同季节土壤的含水量不同,雷击对接地电阻的影响差异很大。构建了连续冲击试验平台,对典型接地体进行连续冲击试验。对连续冲击电流下作用下不同含水量的土壤的放电特性进行了研究,根据实验结果,讨论了连续冲击电流下土壤电阻率的修正方法。最后以ATP-EMTP软件为仿真平台搭建了连续雷击下接地装置的仿真模型。     

杆塔地网接地电阻冲击特性的研究

改善输电线路杆塔接地装置的冲击特性、降低冲击接地电阻是减少输电线路雷击事故,提高供电可靠性的有效方法。通过对模拟试验中最优化的电极进行冲击大电流试验,得出冲击系数α的大小与冲击电流幅值、电极形状和布置形式有关,不是一个定值;接地体在防雷保护中作用的大小主要取决于冲击接地阻抗和过渡过程的特征,而不是工频接地电阻。     

输电线路杆塔接地极冲击接地电阻特性分析

为研究雷电流流经输电线路杆塔接地极的冲击特性,运用CDEGS软件仿真分析杆塔接地极在冲击电流作用下的冲击特性。分析水平接地极及四种改进接地极的冲击特性,探讨不同接地极尺寸以及不同土壤电阻率对冲击接地电阻的影响规律。得到接地极长度及半径对水平接地极冲击接地电阻的影响规律,接地极冲击接地电阻随水平接地极长度的增加而降低,但逐渐趋于稳定;同时获得垂直接地极对四种改进接地极的冲击接地电阻特性,为实际工程中采用合适的方法降低杆塔冲击接地电阻提供了参考。     

基于矢量匹配法和遗传算法的杆塔接地阻抗频域特性分析

良好的接地冲击性能是保障线路安全、稳定运行的重要前提,通过采用改进矢量匹配法对杆塔接地电阻的频变阻抗表达式进行数值拟合,基于改进矢量匹配法获得的频域特性,建立接地装置冲击条件下的等值电路模型,通过试验数据对比分析CDEGS和等值电路模型计算得到的频域响应,依据响应结果出现的差异性,从而验证杆塔接地装置在冲击条件下该方法的正确性。     

新型接地模块对雷电能量吸收效果试验分析

针对雷电防护中接地存在的隐患问题,介绍了新型接地模块的组成及工作原理,并采用冲击电流发生器系统(impulse current generated system,ICGS)雷电冲击平台模拟8/20μs波形的雷电流,对接地模块进行雷电冲击试验,得出:当冲击电压在5 kV~40 kV时,随着冲击电压的增大,接地模块的内阻不断减小,接地模块的吸收能量不断增加,其能量吸收百分比在减小,即:冲击电压与接地模块的内阻、能量吸收百分比呈负相关,与其吸收能量呈正相关。且在此冲击电压范围内,接地模块的内阻值在0.11Ω~0.065Ω的范围内变化,其泄流效果较传统接地模块更佳。     

崩塌体对构筑物的冲击分析

用离散元法(DEM)进行了一系列数值模拟试验,模拟不同参数(内摩擦角,缓冲区长度,圆柱形结构物直径)的崩塌体在滑道上滑下与坡底前的圆形构筑物作用,再现了崩塌运动—堆积过程,揭示了崩塌对沿程工程结构的冲击机理,为潜在崩塌危害区域预测和防治提供理论支持。