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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…
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,’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)认为咒是的一个简单线性函数.表现
为
Ki=,()一0.172+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.这种性质,十之八九,使为了想
引出一项与五.和,的安全数值有关的要求条
件都能符合的计算循环或使计算定稿,打算以
这些方程式为依据,编写一次简单的计算机程
序并在他们的编码的分支或判断语句中使用一
项.假如(J和丘)逻辑形式的许多工程师们
大伤脑筋.
3)关于电流在网格导体中平均分配,加上
丘和L无定性的假设,使这个方法易于受到误
解.最典型的是关于仅有边角网格的间距必须
按(5)计算出的J加以校正的假设,而如果已
作出的设计
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