接地装置暂态特性分析

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1、第33卷第3期四川电力技术Vo1．33，No．32010年6月SichuanElectricPowerTechnologyJun．，2010接地装置暂态特性分析杨琳，田晓菲，李建明(1．四川电力试验研究院，四川成都610071；2．四川电力物流集团公司，四川成都610041)摘要：对接地装置暂态特性概率进行了详细分析，为工程技术人员了解接地装置冲击电流作用下暂态特性提供理性认识关键词：接地装置；暂态特性；接地阻抗Abstract：Inordertomakearationalimagingfortheengineers，acomprehensiveandobje

2、ctiveapproachispresentedtoana—lyzethetransientcharacteristicprobabilityofearthingdevicewhenitjSsubjectedtolightningcurrents．Keywords：earthingdevice；transientcharacteristic；impedanceofgroundingconnection中图分类号：TM862文献标志码：A文章编号：1003—6954(2010)03—0001—02起电场(由媒质的电阻率P及介电参数占决定)，媒0引言质的影响将由图

3、1中电容C和电纳G决定。电容电流与传导电流的比值与接地体几何形状无关，只决定雷击是影响电网安全运行的重要因素之一。当于1／21rfpe。雷击电力系统设备时，如果接地装置接地电阻较大，RL将会造成输电线路反击、接地系统本身局部电位异常升高等事故，严重危及系统设备及人员安全。C接地装置起着将雷电流快速经大地泄流，维护电力系统安全可靠运行、保障电气设备与运行人员安全的重要作用。接地装置暂态特性决定因素较多，决定图l单位接地体等效电路图于接地装置结构尺寸、土壤电阻率、雷电流参数等因以上接地体的电路模型只适用于单位长度接地素。接地装置工频特性已为广大工程技术人员所熟体，

4、为了对整个大尺寸接地装置(地网、伸长接地体知，下面对接地装置暂态特性概率进行了详细分析，等)进行建模，需考虑接地元件间的电磁耦合(互阻、为工程技术人员了解接地装置冲击电流作用下暂态互感、互容)，并以单位接地体电路模型建立拓扑结特性提供理性与感性认识。构的接地系统。整个接地系统的接地阻抗由注入点电流引起的电位升与注入电流之比决定。1接地装置散流特性由电磁耦合角度可将接地体散流现象理解为接地阻抗，但工程应用中及接地阻抗测试国家标准一般而言，接地系统由三部分组成：①连接接闪(DL／T621—1997交流电气装置的接地)中将其表示器与接地体的金属引线；②接地体；③包围

5、接地体的为接地电阻。这是因为在低频电流作用下，接地体电土壤。单位长度接地体电路模型可定义为电感、电抗部分可以忽略，恒定电流下接地体可由一系列电阻阻、电容、电纳二端回路⋯，如图1所示，散流电流可组成，故接地电阻为一确定值，可由R=V／I，表示。由泄散到土壤的横向电流，，和传递到接地体远端的通常接地系统由接地阻抗表示，对频域内每一精纵向电流，，组成。纵向电流将产生接地体内电阻热确的频率下，复杂的接地阻抗可精确地表示为z()损失并在接地体内及周围建立磁场，图1中电阻R=V(W)／I(W)。图2为埋设于电阻率2500n·m土及电感代表这一现象，两个参数都将在电流流过时

6、壤中50ITI长接地体各频率下接地阻抗。产生电压降。此外，纵向泄漏电流在接地体周围建立第33卷第3期四川电力技术Vo1．33．No．32010年6月SichuanElectricPowerTechnologyJun．，2010由于接地体一般都是有限长的，因此接地体电流注入点处电场磁场将最强，整个接地体电位分布将不§相等。此现象在多个接地元件联接在一起时更为明-●显，如多个接地扁铁联结而成的地网。伸长接地体及N地网存在有效散流长度及区域的概念，此散流长度及区域外接地体对散流没有贡献，如图4所示。2接地体雷电作用下暂态特性!二兰体AB土壤为了表述清楚接地体雷电作用

7、下暂态特性，必须理清两个概念：①注人电流电磁作用下土壤的放电特性；②接eIa地C《体§各N元件间电磁耦合及波过程。第一种影豳土壤响主要由土壤性质决定，第二种主要受接地体几何尺寸影响。准确计算两种作用是非常复杂的，下面将对图4接地装置等效散流区域以上基本概念进行详细讨论。2．3火花放电效应2．1土壤频率特性电流通过接地体散流时，在很大范围电流密度内土壤可视为具有一定导电能力的介电媒质，在缓土壤呈现线性散流现象，即电压与电流之比为恒值。变电流及低土壤电阻率情况下，电容引起的位移电位但当较大幅值雷电流作用于集中接地体时，由于接地通常被忽略。但在瞬变电流，尤其在高土壤

8、电阻率情体周围电流密度将达很高幅值，接