应用CDEGS进行杆塔接地体降阻方案设计的研究

为了提高输电线路的耐雷水平以及线路发生短路故障时故障电流能够通过接地体快速散流,以保障电力系统能够安全、稳定运行,本研究从实际运行的线路杆塔接地体入手,对其开展降阻优化工作,首先进行原有杆塔接地体的现场勘查,包括原有接地体工频接地电阻值和土壤电阻率分层的测量,其次在CDEGS中建立原有杆塔接地体的模型,验证仿真计算应用于接地体设计的可行性,最后在CDEGS中进行接地体的优化结构设计,包括增加射线和垂直接地极两种形式,计算结果证明在原有接地体周围增加射线可以起到较好的降阻作用,降阻前和降阻后的接地体电阻分别为21.99Ω和13.98Ω,研究的方式和结果可以为此类接地体降阻优化方案的设计提供参考思路和模式,有助于相关设计人员开展设计工作。

输电线路杆塔接地体地电位分布特性研究

为了研究雷击输电线路时输电杆塔接地装置时的暂态特性以及地电位分布情况,通过在陕西省境内选取高压输电杆塔实地测量的方式,分析了雷电流波前时间和半波时间对地电位峰值的影响、3种不同结构接地体地电位的分布规律以及同一种接地体在不同电阻率土壤环境下的电位分布情况,试验结果表明雷电流波前时间越短、土壤电阻率越高的条件下地电位峰值更大,不同结构类型接地体周围的地电位都是从地网中心注流点到地网边缘逐渐下降,地网中心附件电位梯度大于地网边缘,但3种接地体周围的局部散流规律呈现出不同的特点。研究结果为输电线路杆塔接地体优化设计和降低冲击接地电阻等方面提供参考。

输电线路不同位置遭受雷击时的暂态电流及散流特性研究

为了研究输电线路不同位置遭受雷击时的雷电流分流状况以及接地装置上的电位分布和散流特性,通过建立输电线路杆塔和接地装置的完整模型,分析了雷击避雷线、绕击导线和雷击杆塔塔顶3种不同雷击下杆塔和接地装置上各自承受的电压和电流,以及雷击线路不同位置时对地电位分布和电流密度分布的影响。计算结果表明雷击导线时对线路安全运行影响最大,地电位和电流密度的下降速率随着远离雷电流注入点而逐渐降低。研究结果可以指导杆塔绝缘配合,为输电线路杆塔雷电流监测装置的安装位置提供参考数据,并且为输电线路杆塔接地体优化设计和降低冲击接地电阻等方面提供参考,当现场试验受限制难以开展时,可以采用本研究所选取的方法做替代分析。

一字型接地体冲击散流机理研究

为了研究接地体在遭受雷电流时的暂态散流规律,以一字型接地体为例进行了现场的冲击注流试验,选择不同幅值的冲击电流注入5 m长度铜覆扁钢的端部和中心,以及不同幅值的冲击电流注入5 m长度不锈钢包钢圆钢的端部,以总结一字型接地体在遭受冲击电流注入时的冲击散流规律。试验推理出土壤火花放电效应在一字型接地体散流时明显存在,并且接地体在散流时呈现出明显的端部效应,当端部注流时,首端和末端的散流比例高于中间导体约5%~15%,端部注流时的冲击电阻值比中心注流时大15%~25%,试验数据可以为复杂结构接地体的选材和设计提供参考,对于线路防雷中接地体的研究具有启示意义。