接地导体地中短路温升特性研究

接地体短路温升是校核接地材料短路耐受性能的重要指标,但目前的短路温升计算方法主要在无散流、无传热的空气环境中进行,校核结果未能充分反映接地导体在土壤中的温升特性。笔者采用电磁-温度耦合有限元计算方法模拟短路电流作用下接地导体的散流及地中温升过程。研究发现接地体轴向地中短路温升分布具有两端高中间低的特点,且由于土壤发热与本体发热共同作用,接地体两端温升显著高于空气环境短路温升。同时,土壤电阻率增大及趋肤效应会进一步加剧端部温升。随后结合侵蚀算法模拟了接地导体的过热失效,研究发现地中温升过高会导致接地体首端半径及末端长度减小,多次短路后可能会引起地网断裂失效,接地电阻增加。最后,给出了降低接地导体端部温升的方法。研究结果为接地网热稳定校核及设计提供参考。