【doc】接地网顶部电位梯度的简化分析—I现行的IEEE方法可靠性如….doc

接地网顶部电位梯度的简化分析—I现行的IEEE方法可靠性如… , 广西电力建设科技倌恩 嬲;可～ l995年l期(总70期) 接地网顶部电位梯度的简化分析一I 现行的IEEE方法可靠性如何? (关于wG78—1的专门报告) (=(上) 丁H6l1 EE晡级会员J?G?sver基 摘要参照1976年出版的.IE1/E标准80.本文对1EEE电位梯度法的基本前提和确定按地网边角网 格内接触与跨步电压的简化方程式进行了柱验.对主要假设的复查,得出了一个导致K.误差较小的 简化公式.对于现行的关于电藏不规则系数的方程式.估算了按地般的有益效果.还包括了对在接 地网顶及外为允许地面电压面铺设碎石层的效果的简要分析.对与.标准80靖法有关其他人员已 进行的工作.包括对方程式及其某些授螭拙态的讨论作了圊顾.河过计算机得出的系列数据,将关于 Km的简化和未简化过的方程式与改进过的方程式.以及与Timpar和Negar,Zukerman,zink和Nab- man提出的方程式进行比较.结果得出本报告——两部分报告的第1部分.遗部分的目的是为修订新 导则附录【(目前正在修订中)提供一个框架. 1导言 二十年前,一种简单,精度合理的接地计算 方法巳经建立起来.1958年.由Stevens领导的 一 个工作小组编制的AIEE变电站委员会报告 以故障条件下贯穿地中的电位梯度为标题在 AIEE文摘中发表.1951年这份报告成为AIEE .标准8O的核心.并由此成为IEEE.标准8O 一 1976/1,2,3/的核心. 采用由Koch对电解箱内尺寸很小的方形 网格模型测量的结果.产生丁一个确定接地网 形状对跨步与接触电压影响舶明显简单方法. 这个方法集中于确定用来估算接地网顶部跨步 与接触电压的三个主要系数K.,K.和K,如下 所述: ,-=.岛,./L(1) 和E,一^.,口/L(2) 其中d——为土壤电阻率(fl?m) —— 为网格电压系数 .—— 为跨步电压系数 —— 为电流不规则校正系数 ,.——为接地网电流(A) L——为接地网导体总长度+(选定的) 接地极总长度(m) 虽然K.和咒都是平行导体的数量Ⅳ,它 们的间距D,直径d和接地网埋深h的适当简单 的函数,即: 咒.一,(N,h,D,f)(3) 咒=I(N,h,D)(4) 而第三个系数咒,又称电漉不规则系数 舶用法未于明确规定,留给设计者自己决定: n)认为咒是Ⅳ的一个简单线性函数.表现 为 Ki=,(Ⅳ)一0.172Ⅳ+0.65 或b)完全取决于自己的判断和经验,最好求助 2S 接地网硬部电位群度的简化分析一I现行的IEEE方法可靠性如何?(关于wG7B一1的专门报告)(上) 于主题导则第23页所列具有事先计算出的 .与乘积的,为数不多的方形接地网模型, 采用一个人为的数值,以对应上述的Koch的 试验数据,或c)不必对设计进一步进行分析, 而从导则的其他部分,例如丘值的典型范目 1.2～2内选一个数值,或略为大些. 不过,尽管Schwarz在他对原来的AIEE 报告进行讨论时提出大部分关于上述典型数 值的普遍应用性的次要保留意见——他认为过 低——这个方法的整体概念已为工业所热情接 受.实际上,根据最近国际上的调壹,许多人把 该导则当做唯一的接地设计参改书,而事实. 上广为世界范围认可.] 要指出:判别这个方法对接地技术的贡献. 人们必须理解早在当时由于计算工具的贫乏和 计算机的有限使用都妨碍了发现任何反常计算 或该方法特点的可能性.虽然Gross等在计算 上傲了一些先行性工作,但他们较多地集中注 意研究对矩形接地网格和平板电阻的计算(求 平均值的问题),而较少涉及对地网顶部电位梯 度的影响. 然而,在随后不久的几年内,几处假设的有 效性成为疑问.据迄今所知,7O年代最初由 Mukhedkar和Dawalibi,Sverak,以后由Zuker— man,Nahman和Ska|etich,还有Zink,各自对 下列的一些问题进行了讨论: 1)用于边角网格电压的方程式常常趋向于 对具有许多网格的大接地网而言得出过低的数 值,通常误差为(10~40).就这方面而言,导 则方程式(17)关于系数K的简仕公式是最差 的;它曾被发现出现0值或负值;意球着在边角 网格中-ti有一个物理上不可能的状况;地面的 电位将必须等于或大于电流源点的电位. 2)关于,的简化方程式(22)产生过高的 跨步电压.作为其后果,如果人们打算同时满足 跨步与接触电压限值的要求,使用这些简化方 程式会得出自相矛盾的设计要求.典型地说,如 果为了降低网格电压而增加导体脚数量,其结 果较高的.值,加上几乎不变的,值.摄终抵 26 消了增加导体长度以降低单位长度电流密度的 效果.因些,不仅投有如所预期地降低,反而增 高了跨步电压.这