準(zhǔn)確計(jì)算直流接地裝置的散流性能及接地特性是優(yōu)化設(shè)計(jì)直流接地極的基礎(chǔ)。提出了基于恒定電場理論的直流接地裝置性能有限元數(shù)值計(jì)算模型,針對(duì)求解區(qū)域和接地導(dǎo)體截面尺寸的差異導(dǎo)致的剖分困難、計(jì)算量大的問題,引入"薄殼"理論,在保證計(jì)算精度的前提下大大減小了計(jì)算量;通過與文獻(xiàn)數(shù)據(jù)對(duì)比,驗(yàn)證了該方法的有效性。建立典型結(jié)構(gòu)的深井型接地極模型,計(jì)算深井接地極散流過程產(chǎn)生的地中電流密度、電場強(qiáng)度、接地電阻和最大跨步電壓等參數(shù);分析電流注入點(diǎn)個(gè)數(shù)、接地極導(dǎo)體長度、接地極埋深、導(dǎo)體并聯(lián)根數(shù)以及土壤電阻率等因素對(duì)接地性能的影響。結(jié)果表明:深井型直流接地極的散流具有明顯的端部效應(yīng),其接地性能基本不受電流注入點(diǎn)個(gè)數(shù)的影響;接地電阻和最大跨步電壓隨導(dǎo)體長度、埋深、并聯(lián)根數(shù)的增加而減小,并呈現(xiàn)飽和趨勢(shì);在均勻土壤中,接地電阻和最大跨步電壓與土壤電阻率成線性關(guān)系。 

【文章來源】：電瓷避雷器. 2020,(04)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

具有虛擬厚度d的二維垂直接地導(dǎo)體示意圖

為驗(yàn)證本文方法的有效性，以滇西北至廣東±800 kV直流輸電工程為例，建立實(shí)際深井接地的有限元模型[11]。滇西北直流輸電工程額定直流電流3 125 A，深井接地極主體由呈正三角形布置的3口1 000 m深井接地極組成，井間距100 m，鋼棒直徑80 mm，焦炭截面直徑為80 cm，埋深40 m，極址土壤電阻率如表1所示。數(shù)值仿真結(jié)果如圖2所示，導(dǎo)體最大電位為1 810.5 V。將數(shù)值計(jì)算所得跨步電壓和接地電阻與文獻(xiàn)數(shù)據(jù)對(duì)比，見表2。由表2可知，本文計(jì)算結(jié)果與文獻(xiàn)數(shù)據(jù)誤差3%左右。

由圖5知，隨著接地極導(dǎo)體長度增加，接地極末端電流密度減小，端部效應(yīng)減弱，散流均勻程度上升。結(jié)合表4知，導(dǎo)體長度為50 m時(shí)，導(dǎo)體電流密度峰谷差最大，高達(dá)93 A/m2，端部效應(yīng)嚴(yán)重;隨接地極導(dǎo)體長度均勻增加，導(dǎo)體電流密度峰谷差降低，減少的幅度趨于飽和;導(dǎo)體長度為300 m時(shí)，導(dǎo)體電流密度峰谷差最小，為15 A/m2，入地電流在地中的散流均勻程度得到極大改善。由圖5知，隨接地極導(dǎo)體長度增加，導(dǎo)體平均電流密度減小。圖6為接地極導(dǎo)體平均電流密度圖，隨導(dǎo)體長度增加，導(dǎo)體平均電流密度減小，降低幅度減少并趨于飽和:導(dǎo)體長50 m到100 m時(shí)，導(dǎo)體平均電流密度曲線斜率大衰減快，減小幅度最大;導(dǎo)體長100 m到200 m，平均電流密度減小較少;導(dǎo)體長度為200 m時(shí)是一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，此后導(dǎo)體平均電流密度曲線斜率減小，幅值變化較少。

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3397579