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方框带射线型接地体冲击特性影响因素分析:杨帅,李超英,谭波,邹建明,刘华钢,周文俊。
研究背景
雷击是影响电网安全的主要因素之一,输电线路覆盖范围广,沿线环境复杂,易受雷击。降低杆塔接地电阻是提高线路耐雷水平的重要方法,例如使用降阻剂和改变接地体结构等,但这类措施大多针对杆塔工频接地电阻。而雷电流幅值大、等值频率高,雷电流通过杆塔接地体泄入大地时,会带来火花效应与电感效应的影响,使得杆塔冲击接地电阻特征不同于工频接地电阻,传统降阻方法并不完全适用于冲击接地电阻。本文采用模拟试验方法,分析了不同土壤电阻率、不同波前时间下,水平接地体与方框带射线型接地体冲击接地电阻的变化规律;着重研究方框带射线型接地体形状尺寸对接地电阻的影响,以及射线中增加水平分支的降阻效果。
重点内容
采用模拟试验方法在单一土壤与双层土壤条件下,分别研究了土壤参数、电流波前时间以及形状尺寸对接地体冲击特性的影响。结果表明:相比于黏土,细沙的临界击穿场强更大,小幅值电流造成的火花效应并不显著,随着电流幅值增加,火花效应开始显现,冲击接地电阻下降趋势更加明显。冲击电流幅值由60kA增至90kA,细沙环境下H–60冲击接地电阻降幅为11.7%,黏土环境下H−60冲击接地电阻降幅为1.7%;根据试验结果,波前时间对接地体冲击特性影响不大,在波前时间范围4~20μs、幅值3.125kA的冲击电流下,H−10接地体冲击接地电阻维持在6.5Ω左右;方框带射线型接地体结构尺寸中,射线存在有效利用长度,方框边长与射线比例在0.167~0.273之间较优。
解决的问题和意义
1)方框带射线型接地体射线角度对接地体冲击特性影响不大;其射线存在有效利用长度,不宜设置过长,方框边长与射线长度存在最优比例;
2)添加分支的降阻措施有一定的局限性,需考虑导体间的屏蔽作用;
3)传统方法并不完全适用于降低杆塔地网冲击接地电阻,本文通过研究不同因素对接地体冲击特性的影响,为设计合理的杆塔地网结构提供试验与理论依据。
后续研究内容
1)大尺寸接地体的屏蔽效应;
2)大尺寸接地体火花放电分布规律。
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