本文關(guān)鍵詞：輸電線路桿塔雷電特性及接地裝置降阻效果研究　出處：《華北電力大學(xué)(北京)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：在輸電線路中,桿塔防雷水平是影響線路運(yùn)行安全性及可靠性的關(guān)鍵因素。一方面,雷擊桿塔會(huì)引發(fā)地面產(chǎn)生很高的跨步電壓及接觸電壓,危及人身安全；另一方面,桿塔接地裝置電阻偏高可能引發(fā)雷電反擊導(dǎo)致線路跳閘。針對(duì)雷擊后桿塔暫態(tài)電磁特性,本文基于CDEGS軟件對(duì)雷電流建模方法及桿塔遭受雷擊后地表電場(chǎng)、磁場(chǎng)的分布情況進(jìn)行研究。進(jìn)一步,結(jié)合MATLAB軟件,對(duì)接地裝置、雷電流幅值、土壤電阻率同雷擊后地表最大跨步電壓與桿塔底端最大接觸電壓間的變化規(guī)律進(jìn)行分析計(jì)算,對(duì)桿塔雷擊暫態(tài)的安全性進(jìn)行論述。研究發(fā)現(xiàn),在均勻土壤中,最大接觸電壓與最大跨步電壓隨著雷電流幅值、土壤電阻率的增大而增大,且存在較強(qiáng)的線性關(guān)系。針對(duì)桿塔接地裝置在不同類型土壤中的降阻效果,本研究取均勻型、水平分層型、垂直分層型三種土壤,建立水平外延和水平垂直兩種接地裝置模型,對(duì)在不同土壤結(jié)構(gòu)中延長(zhǎng)接地裝置放射線長(zhǎng)度、改變垂直接地體個(gè)數(shù)、改變放射線角度等措施的降阻效果進(jìn)行分析計(jì)算。結(jié)果證明,在高電阻率的均勻土壤中,隨著外延放射線長(zhǎng)度增長(zhǎng),接地電阻逐漸減小,當(dāng)射線長(zhǎng)度達(dá)到一定數(shù)值時(shí),接地電阻減小的趨勢(shì)減緩,降阻效果趨于飽和；對(duì)上層電阻率高,下層電阻率低的水平分層土壤,增設(shè)垂直接地體的降阻效果明顯；在垂直分層型土壤中,合理調(diào)整接地裝置外延放射線方向能有效降低接地電阻。最后,本文結(jié)合吉林市220kV金東甲線實(shí)地調(diào)研數(shù)據(jù),針對(duì)其輸電線路桿塔接地裝置結(jié)構(gòu)及土壤分層情況,對(duì)桿塔接地電阻進(jìn)行仿真計(jì)算,根據(jù)線路實(shí)際運(yùn)行情況及仿真結(jié)果提出合理的改造措施。利用CDEGS仿真平臺(tái)的計(jì)算結(jié)果表明,不論桿塔所處土壤環(huán)境多么復(fù)雜,均可通過(guò)仿真計(jì)算配以降阻效果較好的接地裝置,提出合理的接地裝置設(shè)計(jì)與改造方案。本研究具有較高的工程實(shí)用價(jià)值。
[Abstract]:In the transmission line, lightning protection level is a key factor affecting the line operation safety and reliability. On the one hand, the lightning will lead to ground voltage step and touch voltage is high, endanger personal safety; on the other hand, grounding device of high resistance may lead to lightning counterattack lead line tripping. After the lightning the tower transient electromagnetic characteristics, this paper CDEGS software modeling method of lightning current and tower lightning after surface electric field based on the study of the distribution of the magnetic field. Further, combined with MATLAB software, grounding device, lightning current amplitude, soil resistivity with lightning after the maximum surface step voltage and tower bottom variation between the maximum touch voltage the analysis and calculation, discusses the safety of tower lightning transient. The study found that in the uniform soil, the maximum contact voltage and the maximum step voltage with thunder The current amplitude increases, the soil resistivity increases, and there is a strong linear relationship. The resistance reducing effect of grounding device in different types of soils, this research takes the uniform type, horizontal type, vertical type of three kinds of soil, establish the level of horizontal and vertical extension of two kinds of grounding device in the model. Different soil structure of extended grounding device radiation length, change the body number of vertical grounding resistance reduction effect, change of radiation angle measure is analyzed. Results show that in homogeneous soil high resistivity, along with the extension of the radiation length increases, the grounding resistance decreases when the ray length reaches a certain value slow down, the grounding resistance decreases, the resistance reducing effect is saturated; the upper level high resistivity, low resistivity and lower layer soil, the resistance reduction effect of additional vertical grounding body in vertical layered type; In the soil, reasonable adjustment of grounding device extension radiation direction can effectively reduce the grounding resistance. Finally, combining with the survey data of Jilin city 220kV Dongjia gold line, according to the structure of the device and the soil layer transmission line tower grounding, calculation of tower grounding resistance simulation, put forward reasonable improvement measures according to the actual line the operation and simulation results. The calculation results show that the CDEGS simulation platform, regardless of how complex the tower soil environment, the grounding device can be calculated by simulation with the drag reduction effect is good, puts forward the design and retrofit scheme of grounding device is reasonable. This research has high practical value.

【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM862

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本文編號(hào)：1422982