杆塔垂直接地装置冲击特性的频域分析方法!.pdfVIP

第36卷第1期 红水河 V01．36No．1 River Feb．2017 2017年2月 HongShui 杆塔垂直接地装置冲击特性的频域分析方法 黄应忠1，孟 忠1，余 海1，谢洪波2 (1．广西电网有限责任公司电网建设分公司，广西南宁530023； 2．中国能源建设集团广西电力设计研究院有限公司，广西南宁530007) 摘要：杆塔接地装置对输电线路的的安全稳定运行起着至关重要的作用，其冲击特性是考量杆塔防雷效果的 重要参数。笔者基于矩量法和电路理论，以接地体的漏电流为未知量，建立接地网数值计算模型对杆塔接地装 置的冲击特性进行频域分析。通过CDEGS软件计算结果进行对比，验证算法的有效性；着重计算杆塔垂直接地 装置的冲击阻抗，分析垂直接地极长度对接地装置冲击特性的影响。 关键词：接地装置；垂直接地；冲击阻抗；场路结合法 中图分类号：TM75 文献标识码：A 文章编号：1001—408X(2017)01—0074—05 路参数进行求取作准静态假设，因而电路法不适宜 0 引言 用于等效频率过高的冲击电流入地的情况。接地装 接地装置的主要作用是迅速将雷电流在大地中 置是将故障电流导泄到大地的设施，故障电流人地 扩散泄导，使线路具备相当的耐雷水平。接地装置 后产生的电流场决定了接地装置的接地阻抗、人地 将雷电流导泄到大地的过程中，表现出冲击特性而 处周围地表电位分布、人手触及设备外壳的接触电 非工频特性。接地电阻表现为冲击特性和工频特性 压和两脚之间的跨步电压等参数，因而电磁场理论 时的幅值比通常定义为接地装置的冲击系数 是对接地网进行冲击特性分析最为有效的方法]。 (Ot)。冲击系数并非恒定值，通常与接地装置的虽然有限差分法、有限元法MJ、边界元法。列等数 接地形式、接地体材料尺寸、冲击电流频率幅值及 值方法可以用于计算电磁场，但因接地网具有特殊 埋地处的土壤电阻率有关，其取值大多靠实验确 性，计算量很大、处理困难、考虑问题简单的这些 定【1]。对于复杂的接地形式，通过冲击系数计算 缺点的一个或几个会在使用这些方法时表现出来。 冲击接地电阻并不精确。 本文基于矩量法和电路理论，以接地体的漏电 国内外已有许多文献对接地装置的冲击接地特 流为未知量，建立接地网数值计算模型对杆塔接地 性及冲击接地阻抗的求取进行研究，文献[2]基于 装置的冲击特性进行频域分析。为验证有效性，对 传输线理论，将埋地的水平导体等效为均匀分布参 本文方法计算结果与国际公认软件CDEGS结果进 数的长传输线考虑，把场问题转化为电路问题求 行对比；着重计算杆塔垂直接地装置的冲击阻抗， 解，将电阻率、电流波形、电流幅值等对导体冲击 分析垂直接地极长度对接地装置冲击特性的影响。 电阻的时域特性的影响进行研究。但此模型通常仅 1计算参数确定 用于对水平长导体，不宜用于对垂直接地体及复合 接地网的冲击特性进行分析。 1．1注入电流 文献[3—4]基于电路理论的方法，考虑了土壤 当高压输电线路发生了雷击和接地故障时，总 电离引起的火花放电效应，对接地装置的冲击特性 的电流(，。)或者直接以大地为媒质，或者通过 建立了基于时变参数的等效电路模型。但文中对电 其它导、地线流散，如图1和图2所示。 收稿日期：2016-10