斜置接地体对地网接地电阻的影响分析.doc
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1、斜置接地体对地网接地电阻的影响分析l4华北电力技术NORTHCHINAELECTRICPOWER斜置接地体对地网接地电阻的影响分析王冬梅,李玉彬,龚南斌.(1.华北电力大学,河北保定071003;2.华北电力科学研究院有限责任公司,北京100045;3.北京惠通盛电力工程有限公司,北京100045)摘要:利用平均电位法对单根斜置接地体和多根斜置接地体的接地电阻公式进行推导.单根接地体的接地电阻随着倾斜的角度增加而增大.水平地网的四角增加接地极后,接地电阻明显降低;纵向接地极的倾斜角度与地网接地电阻有很大关系,且倾斜角度为30.到60.之间时接地电阻较小,相差不大.文章从理论上证明斜接地极法的可
2、行性,得出的结论在变电站接地降阻工程中具有实际意义.关键词:降阻;斜置接地体;接地电阻中图分类号:TM862文献标识码:B文章编号:10039171(2010)05-001403AnalysisofEffectofSlantingGroundingElectrodeonGroundingResistanceofGroundingGridWangDongmei,LiYubin,GongNanbin(1.NorthChinaElectricPowerUniversity,Baoding071003,China;2.NorthChinaElectricPowerResearchInstituteCo
3、.Ltd.,Beijing100045,China;3.BeijingHuitongshengElectricPowerEngineefringCompanyLimited,Beijing100045,China)Abstract:Theexpressionsofgroundingresistanceaboutoneslantinggroundingelectrodeandfourarederivedwiththeaveragepotentialmethod.Theconclusionindicatesthatgroundingresistanceaboutoneslantingelectro
4、deincreasesastheslantingangelofgroundingelectrodeisenlarged.Conclusionscanbedrawnfromrelativecalculationanddatacomparison.Thegroundingresistanceofgroundinggridreducesobviously,whenfourslantinggroundingelec?trodesaresetupunderthegroundinggrid.Thegroundingresistanceofgroundinggridisrelatedtotheangelof
5、slantinggroundingelectrodeclosely.Whentheangelisfrom30.to60.thegroundingresistanceisrelativelysmaller.Keywords:reducinggroundresistance;slantinggroundingelectrode;groundingresistance0引言发电厂,变电站的接地系统是保证电气设备安全运行和人身安全的重要举措.电力系统发生短路故障或是其他大电流人地时,如果地网的接地电阻较大就会造成地网电位异常升高.高压窜入控制室,轻则导致监测,控制设备发生误动或拒动,重则破坏监测设备从
6、而扩大事故,造成巨大的经济损失和社会影响.接地系统的接地电阻值是衡量接地效果的主要参数,我国现行接地规程规定,大接地短路电流系统的地网接地电阻R2000/I.当前新建变电站多在山区或其他土壤电阻率较高的区域,然而随着电力系统容量的迅速扩大,人地短路电流大幅攀升,就要求接地网的接地电阻值较低.有效降低地质条件差,电阻率高地区变电站地网的接地电阻受到人们的广泛关注.常用的降阻措施有扩大地网面积,深水井接地,爆破接地,斜接地极等.扩大地网面积是降低接地电阻的有效方法,但由于土地资源所限,扩大接地网面积往往是不现实的.采用深井接地与主接地网并联是一种有效降低接地电阻的方法,在有地下含水层的地方,接地体
7、可能穿透水层,这时降阻效果将更好.深井接地不受气候,季节条件的影响,对于面积狭小的接地网,还可以克服场地窄小的缺点,这在城市和山区是一种行之有效的方法,但由于相互间的屏蔽作用,深井接地极不宜过多.而斜接地极不仅可以起到深井接地极的作用,在无需征地的情况下还可以起到等效扩大接地网面积的作用,且斜接地极相互之间的屏蔽作用比垂直接No.52010华北电力技术NORTHCHINAELECTRICPOWER15地极的屏蔽作用小得多,因而使用斜接地极比使用垂直接地极更有效.本文重点从理论上论述斜置接地体较垂直接地体降阻效果更优.l单根斜置接地体的接地电阻接地电阻是大地电阻效应的总和.接地体本身的电阻率远小
8、于土壤电阻率,接地体自身的接地电阻可以忽略.接地体的接地电阻与土壤的电阻率有关,而埋设接地体的作用就是确定地中电流起始扩散的边界条件,在不同程度上以其形状和尺寸来影响接地电阻值.斜置接地体就是在接地体的形状和尺寸方面上来改善地网或是组合接地装置的接地性能的,从而能更加可靠地保证电气设备的运行和操作人员的人身安全.如图1所示,圆棒电极长为z,半径为a,且zo,在进行计算时可忽略电极的端部效应而认为电流沿圆棒均匀分布,且电流全部集中在圆棒的轴线上.设圆棒电极位于周围电阻率为P的土壤中,圆棒电极倾斜的角度为0,圆棒中的电流为,电流密度为,则圆棒电极上A点的电位为:上fsh一1一sh一1z+rsin0
9、)47rFcosOrcosO由于圆棒电极为一等势体,取各点电位的平均值得n,7I,av:上2rlcosOIn()一其中p单根斜置接地体所带的电量.图1单根斜置接地体的接地电阻计算根据静电场与恒定电场的相识比拟性可知,在二者边界条件相同时,电容与电阻存在如下关系RC=ep(1)又知c=则单根斜置接地体的接地电阻为R=(1n2l1)(2)图2给出了单根斜置接地体的接地电阻与斜置角度的关系:9010203O405O60708O斜置的角度/(.)图2单根斜置接地体的接地电阻与斜置角度的关系2多根斜置接地体的接地电阻当有n根接地体时,首先求出单根接地体单独作用时的接地电阻和接地体之问的互电阻,然后求取这
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