接地模塊
接地模塊工作原理和作用
接地模塊的接地電阻主要由接地體及其連接材料的自身電阻、接地體與周圍土壤的接觸電阻以及入地電流在途土壤忠的擴散電阻構成,其中接地體與土壤的接觸電阻和入地電流在土壤中的擴散電流是接地電阻的主要部分,占接地電阻的98%以上。
傳統的接地體多為金屬導體,如扁鋼、圓鋼、角鋼、鋼管、銅棒、銅板等用傳統接地材料做地網受季節影響較大,接地電阻不夠穩定,地網使用壽命相對較短,在土壤電阻率特別高的條件下難以解決接地問題。降阻模塊以導電性、穩定性非常好的非金屬材料為主,以表面經抗腐蝕處理的金屬材料作骨架,通過專用設備擠壓成型。
本接地模塊產品與傳統接地體相比具有以下顯著特點
(1)降低接觸電阻降阻模塊的主體材料于土壤的物理結構相似,能與土壤結合為一體,使接地體與土壤的有效接觸面積比金屬接地體大許多倍,增大了接地體的有效散流面積,極大降低接地體與土壤的接觸電阻,因此能顯著提高接地效率,減少地網占用土地面積。
(2)接地電阻穩定降阻模塊自身有很強的吸濕能力,是它周圍的土壤保持濕潤,保證接地模塊有效發揮導點作用;同時,接地體中導電物的導電特性不受干濕度、高低溫等季節變化的影響,因此能提供穩定的接地電阻。
(3)減少地電位反擊降阻模塊的非金屬材料使電阻率相差巨大的金屬與土壤之間形成一個變化比較平緩的低電阻區域,當大電流沖擊時,可降低接地體、接地線暫態電位梯度,降低跨步電壓和接觸電壓,減少發生地電位反擊的概率。
(4)使用壽命長降阻模塊的主體本身是抗腐蝕材料,它的金屬骨架采用的表面經抗腐蝕處理的金屬材料,因此該接地體總體抗腐蝕性能優良,使用壽命達到五十年以上。
引起輸電線路故障跳閘的原因很多,其中因雷擊引起的跳閘次數一般約占總跳閘次數的50%以上,位居所有跳閘原因之首。
降低桿塔的沖擊接地電阻是降低輸電線路雷擊跳閘率的主要措施之一,為此人們采取各種各樣的措施,包括使用降阻劑、擴大地網面積、外引接地、深孔爆破技術、增加接地極埋設深度等方法。
而在一些特殊地區,如變電站受地理條件的限制,不得不建在高電阻率地區,而且接地網敷設范圍受到很大限制,導致這些變電站的接地電阻偏高,傳統的金屬接地體由于壽命短、穩定性差等因素無法滿足現行標準的要求。
利用接地網仿真計算模型分析接地模塊對地網接地電阻的影響規律;證實了在高土壤電阻率區或高原凍土地區,非金屬
接地降阻模塊的降阻效果優于普通金屬接地體;
利用接地網仿真計算模型,分析了接地模塊的安裝位置、接地模塊個數、接地網面積以及土壤電阻率等條件發生變化時接地電阻的變化規律;將接地模塊應用于超高壓輸電線路,并取得較好的效果;提出接地模塊已應用于我國1000kV晉東南—南陽—荊門特高壓交流線路工程。
上述研究肯定了接地模塊對降低桿塔接地裝置的接地電阻所取得的良好效果,但上述研究都是建立在理論計算和仿真研究的基礎上,還缺乏試驗數據的驗證,對于接地模塊的各方面性能還缺乏較為科學的分析,因而在使用中存在一些盲目性。
接地模塊廠家通過試驗研究接地模塊的沖擊特性,對實際工程中接地工程的設計提供理論依據,具有重要指導意義。
基于以上目的,筆者采用GTIC-100大型沖擊電流發生裝置,通過對不同土壤電阻率下的幾種不同大小、不同材料和不同形狀的接地模塊進行沖擊電流試驗,并分析試驗結果,得出沖擊電流下接地模塊的降阻規律。
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