深井型直流接地极散流机理研究

发布时间：2021-09-17 00:25

　　准确计算直流接地装置的散流性能及接地特性是优化设计直流接地极的基础。提出了基于恒定电场理论的直流接地装置性能有限元数值计算模型,针对求解区域和接地导体截面尺寸的差异导致的剖分困难、计算量大的问题,引入"薄壳"理论,在保证计算精度的前提下大大减小了计算量;通过与文献数据对比,验证了该方法的有效性。建立典型结构的深井型接地极模型,计算深井接地极散流过程产生的地中电流密度、电场强度、接地电阻和最大跨步电压等参数;分析电流注入点个数、接地极导体长度、接地极埋深、导体并联根数以及土壤电阻率等因素对接地性能的影响。结果表明:深井型直流接地极的散流具有明显的端部效应,其接地性能基本不受电流注入点个数的影响;接地电阻和最大跨步电压随导体长度、埋深、并联根数的增加而减小,并呈现饱和趋势;在均匀土壤中,接地电阻和最大跨步电压与土壤电阻率成线性关系。 

【文章来源】：电瓷避雷器. 2020,(04)北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

具有虚拟厚度d的二维垂直接地导体示意图

为验证本文方法的有效性，以滇西北至广东±800 kV直流输电工程为例，建立实际深井接地的有限元模型[11]。滇西北直流输电工程额定直流电流3 125 A，深井接地极主体由呈正三角形布置的3口1 000 m深井接地极组成，井间距100 m，钢棒直径80 mm，焦炭截面直径为80 cm，埋深40 m，极址土壤电阻率如表1所示。数值仿真结果如图2所示，导体最大电位为1 810.5 V。将数值计算所得跨步电压和接地电阻与文献数据对比，见表2。由表2可知，本文计算结果与文献数据误差3%左右。

由图5知，随着接地极导体长度增加，接地极末端电流密度减小，端部效应减弱，散流均匀程度上升。结合表4知，导体长度为50 m时，导体电流密度峰谷差最大，高达93 A/m2，端部效应严重;随接地极导体长度均匀增加，导体电流密度峰谷差降低，减少的幅度趋于饱和;导体长度为300 m时，导体电流密度峰谷差最小，为15 A/m2，入地电流在地中的散流均匀程度得到极大改善。由图5知，随接地极导体长度增加，导体平均电流密度减小。图6为接地极导体平均电流密度图，随导体长度增加，导体平均电流密度减小，降低幅度减少并趋于饱和:导体长50 m到100 m时，导体平均电流密度曲线斜率大衰减快，减小幅度最大;导体长100 m到200 m，平均电流密度减小较少;导体长度为200 m时是一个转折点，此后导体平均电流密度曲线斜率减小，幅值变化较少。

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：3397579