论文部分内容阅读
电力系统运行经验表明,输电线路杆塔接地极的冲击接地电阻直接影响输电线路的防雷保护效果,而冲击接地电阻与接地极的冲击特性密切相关。对输电线路杆塔接地极的冲击特性及降阻措施进行试验研究,对保障电力系统的安全可靠运行及站内人员的人身安全意义重大。研究土壤的冲击特性是研究雷电流冲击下输电线路杆塔接地极周围土壤火花放电现象的关键,同时也是输变电工程雷电防护的基础。因为土壤火花放电会明显降低接地极的冲击接地电阻以及电气设备上承受的过电压。而目前对土壤冲击特性的研究存在以下不足之处:对土壤电离后的特性研究较多,对土壤击穿后的特性研究较少,因此有必要对土壤的冲击击穿后特性进行详细的试验研究,为更准确的建立接地极在冲击电流作用下的暂态计算模型提供理论支持。而接地模块作为输电线路杆塔接地极接地降阻措施中的新型物理降阻技术产品,近年来在国内外输电线路防雷工程中已得到广泛研究和应用,但是对接地模块能够有效降低杆塔接地极的冲击接地电阻还缺乏试验数据的验证,对它的接地降阻性能缺乏较为科学的分析,在使用中存在着盲目性。因此有必要对接地模块的冲击降阻特性进行试验研究,为实际接地工程的应用提供参考。本文在分析国内外对输电线路杆塔接地极冲击特性试验研究和理论分析的基础上,提出对土壤冲击特性以及接地模块的接地降阻效果进行冲击电流试验研究,由此本文得到的主要结论有:土壤在冲击电流作用下均会发生击穿现象,击穿前和击穿后对应的冲击接地电阻均随冲击电流的增大而减小。土壤击穿放电时延随水分含量的增大而减小,随击穿电压的减小而增大,随冲击电流波前时间的增大而增大,随接地极的尺寸的增大而减小,且负极性的放电时延比正极性大。土壤水分含量较低时,临界击穿电压U50%随着土壤水分含量的增大而减小,对应的临界击穿场强Ec亦如此,且明显低于均匀空气击穿场强30kV/cm。相同散流面积下圆柱形接地模块的散流效果比长方体形的散流效果好,且冲击电流越大效果越明显;随着接地模块散流面积的增加,接地降阻效果比较明显,但会呈现出饱和的趋势。土壤电阻率越高,接地模块的降阻效果越好;石墨型接地模块的降阻效果堪比传统金属接地体且具有更大的应用潜力。且接地模块的降阻率不随土壤电阻率的改变而改变。