杆塔接地电阻的改善及仿真分析

第24卷第12期2007年12月

机　　电　　工　　程

MECHANICAL&ELECTRICALENGINEERINGMAGAZINE

Vol.24No.12

Dec.2007

　电力电子技术　

杆塔接地电阻的改善及仿真分析

施展鹏,宋　刚

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(1.嘉兴电力局南湖供电分局,浙江嘉兴314000;2.浙江大学电气工程学院,浙江杭州310027)

摘　要:针对传统的通过延长接地电极来降低冲击接地电阻的方法,根据计算机仿真,讨论了埋设深度、电极形状、水平电极长度、接地电极布置方式等对杆塔接地电阻的影响,并根据模型仿真结果得出:在电极总长度相同情况下方形电极的冲击接地电阻要小于圆形电极,水平电极的长度通常情况下不应超过20m,复合接地电极在土壤分层情况下的接地效果要远好于水平接地电极。仿真结果为实际工程提供了一定参考。

关键词:杆塔接地电极;冲击电阻;接地电极模型;计算机仿真中图分类号:TM934.15　　　　文献标识码:A:-)12-0102-04

Improvedmeasuresoftowerfootinullysis

1IZhan,(1.NanhuPoOffice,JPowerBureau,Jiaxing314000,China;

2.ZhejiangUniversity,Hangzhou310027,China)

Abstract:inreducingtowerfootingresistance,theinfluenceofthedepth、shape、lengthofradialelectrodearrangementofelectrodeontowerfootingresistancewerediscussedviacomputersimulation.Itwasconcludedthattheeffectofdispersinglightningcurrentofsquareelectrodeisbetterthanthecircleoneinthesamecondition.Thelengthofelectrodewassupposedlessthan20meters.Fortwolayerssoil,theeffectofcombinedgroundingsismuchbetterthanhorizontalgroundings.Somereferencesforengineeringdesignwerepresented.

Keywords:towerfootingresistance;surgeimpedance;groundingelectrodemodel;computersimulation

0　前　言

当雷电流击中塔顶时,大部分雷电流会通过塔身

及接地装置流入大地。所以,当接地电阻过高时,巨大的雷电流会在塔顶产生极高的电位。若塔顶相对接地导线的电位超过绝缘子绝缘能力时便会发生绝缘子闪络。近年来,我国许多地区连续发生因雷击造成的大面积短路停电,其原因大多是由于接地电阻过高造成绝缘子闪络。因此,有效降低接地电阻已成为解决雷击过电压问题的主要手段。

传统的降低接地电阻的方法主要分为物理降阻和化学降阻。物理降阻包括更换接地电极周围土壤、延长接地电极、深埋接地电极、扩大接地网面积、使用复合接地体等;化学降阻主要是指在接地电极周围敷设降阻剂,通过降低土壤电阻率来达到降低接地电阻的

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目的。

在某些情况下,应用某些传统降阻方法往往会受到地理条件限制而达不到预期的效果。如深埋接地电

收稿日期:2007-06-26

极方法由于施工困难、土方量大、造价高,在岩石地带并不适用;化学降阻剂则存在腐蚀接地体和容易流失等问题。

目前针对杆塔降阻的问题,普遍采用的是延长水平接地电极的方法。但是如何布置接地电极对杆塔的接地电阻有很大影响。因此本研究主要针对不同条件下接地电极的布置方式对接地电阻的影响进行详细研

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究,并应用计算机对其进行仿真分析。

1　接地电极模型讨论

接地电阻的大小不仅与土壤的电阻率有关,还与接地电极的大小、布置、埋设深度、接地金属材料等因

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素有关。此外,接地电阻对于雷电冲击电流和工频电流的反应也是不同的。通常情况下,冲击电流会造成接地电极周围土壤放电,因此冲击接地电阻通常小于工频接地电阻。

对于杆塔来说,造成故障的原因通常是冲击雷电流,因此仿真时应对冲击电流应用傅立叶变换,转换至

作者简介:施展鹏(1984-),男,辽宁鞍山人,主要从事电力调度及继电保护方面的研究工作。

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