【摘 要】
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杆塔接地体是输电线路接地保护的重要电力设施,只有接地性能良好的杆塔接地体才能减少接地故障造成的电力事故,保证电力系统的稳定运行。而接地电阻是衡量杆塔接地体接地性能的重要技术指标,只有接地电阻较小时才能确保故障电流能从杆塔接地体有效散流到大地,避免电力事故的发生。因此,定期对接地电阻进行测量就成为了输电线路维护的重要工作内容。以电位降法、三极法等为主的布极测量方法是目前工程中广泛使用的接地电阻测量方
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杆塔接地体是输电线路接地保护的重要电力设施,只有接地性能良好的杆塔接地体才能减少接地故障造成的电力事故,保证电力系统的稳定运行。而接地电阻是衡量杆塔接地体接地性能的重要技术指标,只有接地电阻较小时才能确保故障电流能从杆塔接地体有效散流到大地,避免电力事故的发生。因此,定期对接地电阻进行测量就成为了输电线路维护的重要工作内容。以电位降法、三极法等为主的布极测量方法是目前工程中广泛使用的接地电阻测量方法,常规布极测量方法是通过理论分析地表参考电位与接地体电位间的关系,并对接地体电位与地表参考电位的电位差进行测量来得到接地电阻的。通过合理的物理模型假设准确计算电位参考点的位置是传统接地电阻测量方法的理论核心,也正是这种物理假设决定了布极测量时较长的布极距离,实际工程中常用的直线三极法一般要求4倍的散射状杆塔接地极长度。本文针对现有接地电阻测量方法测量引线较长,不能很好适应复杂塔基地形下的短距离布极问题,在分析了常规接地电阻测量理论局限性的基础上,创新性地提出了一种基于格林定理的短距离布极测量方法。该方法在确保接地电阻测量精度的情况下,能够有效缩短布极测量时电极引线长度,使电极引线距离缩短至2倍的散射状杆塔接地极长度,增强了接地电阻测量方法对塔基周围复杂地形的适应性。本文首先分析了常规接地电阻理论在无法长距离布极地形下的技术局限性,由此阐明了提出一种新的短距离布极测量理论的重要性。建立了杆塔接地体的物理模型和接地体所处周围空间的电位方程;研究了测试电流和回收电流作用下的电位等势面分布情况和接地体电位计算方法;详细研究了格林边界参考点和零电位点的位置;最后给出了短距离布极测量杆塔接地电阻方法,结果表明,该方法能准确测量杆塔接地电阻,大大缩短了布极测量过程中的引线长度。本文的主要研究内容如下:(1)通过理论计算和仿真分析,从缩短电流极布极距离的角度出发,针对无法长距离布极的复杂塔基地形,研究了现有杆塔接地电阻测量理论在布极距离上的局限性,确定了单电流极的电流极内插法是基于现有接地电阻测量理论的最佳布极测量方法,说明了提出一种新的接地电阻测量理论以缩短电极引线长度的重要性。(2)建立了基于格林定理的杆塔接地体电位方程,分析了杆塔接地体所处场域的格林边界条件,研究了该空间内的体电荷分布情况;分别研究了接地体测试电流和电流极回收电流单独作用下的空间电位分布以及接地体测试电流和电流极回收电流共同作用下的空间电位分布,结合仿真结果得到了布极测量时零电位点的分布情况,分析了电流极回收电流作用下的接地体电位计算表达式,确定了电流极回收电流作用下的接地体电位计算方法。(3)研究了布极测量时电流极的布极方式和布极方位,探究了格林边界参考点的位置,形成了杆塔接地电阻测量方法;研究了布极测量时电流极的布极方式和布极方位,探究了格林边界参考点的位置,分析了格林边界参考点对测量精度的影响;建立了不同的杆塔接地体仿真模型,采用本文提出方法进行了算例分析,并展开了现场试验。结果表明,本文提出的基于格林定理的短距离布极测量杆塔接地电阻方法能够在缩短布极距离的情况下准确测得接地电阻值。
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