一種輸電線路桿塔接地體及其沖擊接地電阻的計算方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及電力系統過電壓技術領域，特別是設及一種輸電線路桿塔接地體及其 沖擊接地電阻的計算方法，用于110kV/220kV輸電線路。
【背景技術】
[0002] 近年來，我國許多地區連續發生因雷擊造成的大面積短路停電，其原因大多是由 于輸電線路桿塔接地體的沖擊接地電阻過高造成的。輸電線路桿塔接地體是保護電力系統 安全可靠運行、保護附近人員安全的重要措施，同時準確評估接地體的沖擊接地電阻對于 合理設計線路桿塔接地體型式W及降低沖擊接地電阻具有重要的指導意義。
[0003] 近年來國內外學者對于接地裝置的沖擊接地電阻進行了大量的研究，提出各種降 阻措施，如在接地極上加針刺狀接地體，延長水平接地極及增加接地極數量，采用降阻模塊 等，但運些文獻沒有給出實際情況中估算接地體沖擊接地電阻的方法。部分學者研究了通 過模擬實驗W及通過仿真研究接地體沖擊接地電阻的方法，但沒有給出相應的計算公式。
[0004] 由于上述模擬實驗W及通過仿真研究的沒有給出接地體沖擊接地電阻的計算公 式，所W不能為輸電線路的耐雷水平評估提供直觀有效的評判依據。
【發明內容】
[0005] 本發明實施例中提供了一種110kV/220kV輸電線路桿塔接地體及其沖擊接地電阻 的計算方法，W為輸電線路的耐雷水平評估提供評判依據，確保人員與設備安全。
[0006] 為了解決上述技術問題，本發明實施例公開了如下技術方案：
[0007] 一種輸電線路桿塔接地體，用于11 OkV/2 20kV輸電線路，包括由四根鋼體圍成的邊 長為8m的正方形方框，其中：
[0008] 四根所述鋼體中的一端均設置有與所述鋼體一體成型的接地射線鋼體，并且四根 所述接地射線鋼體分別位于所述正方形方框四個不同的頂點處。
[0009] 優選地，所述鋼體和所述接地射線鋼體由扁鋼或圓鋼制成，其中：
[0010] 所述扁鋼的截面寬度MOmm、厚度> 5mm，所述圓鋼的直徑〉10mm。
[0011]優選地，所述射線鋼體的長度包括 〇111、5111、7111、12111、18111、32111、5〇111、6〇111、75111、85111或 95m〇
[0012] 一種電線路桿塔接地體的沖擊接地電阻的計算方法，用于估算110kV/220kV輸電 線路桿塔接地體在2.6/50ys標準波型雷電流作用下的沖擊接地電阻，包括：
[0013] 根據上述輸電線路桿塔接地體建立桿塔接地體模型；
[0014] 根據所述桿塔接地體模型，改變所述桿塔接地體模型中接地射線鋼體的射線長 度；
[0015] 在不同的設定±壤電阻率下，仿真計算獲得輸電線路桿塔接地體在2.6/50ys雷電 流作用時，與所述接地射線鋼體的射線長度相對應的沖擊接地電阻；
[0016] 對在不同的所述設定±壤電阻率下，對所述沖擊接地電阻隨所述接地射線鋼體的 射線長度變化的變化曲線進行函數擬合，得到沖擊接地電阻R與接地射線鋼體的射線長度1 的對應關系R = a · ebi+c;
[0017] 其中，所述沖擊接地電阻為輸電線路桿塔接地體在2.6/50ys雷電流作用時產生的 沖擊電壓幅值與雷電流幅值之比
Umax為沖擊響應電壓幅值，Im為注入的2.6/50ys 雷電流幅值，a、b和C為與±壤電阻率相關的系數，1 > 0。
[0018] 優選地，所述射線長度包括 Om、5m、7m、12m、18m、32m、50m、60m、75m、85m 或 95m。
[0019] 優選地，所述設定上壤電阻率包括100Ω ·πι、200Ω ·πι、300Ω ·πι、400Ω ·πι、500 Ω ·ηι、800Ω ·ηι、1000Ω ·ηι、1500Ω ·ηι、2000Ω ·ηι、2500Ω ?m和3000Ω ?m。
[0020] 優選地，所述系數a、b和c的具體計算方法，包括：
[0021] 根據所述在不同的所述設定±壤電阻率下，所述沖擊接地電阻隨所述接地射線鋼 體的射線長度變化的變化曲線，得到±壤電阻率P與系數a、b和C的對應關系；
[0022] 其中，a = 0.05009P-2.646，b = -0.112e-〇'〇〇359p-〇. 0698，c = 0.007837P+2.895。
[0023] 由W上技術方案可見，本發明實施例提供的一種輸電線路桿塔接地體及其沖擊接 地電阻的計算方法，所述桿塔接地體包括由四根鋼體圍成的邊長為8m的正方形方框，W及 位于四根所述鋼體中的一端、且與所述鋼體一體成型的接地射線鋼體，所接地射線鋼體形 成風車狀射線。同時，根據所述桿塔接地體，建立桿塔接地體模型，并獲取在不同的設定± 壤電阻率下，與所述桿塔接地體模型中接地射線鋼體的不同射線長度相對應的沖擊電阻， 然后通過仿真分析與數值計算，得出沖擊接地電阻R與接地射線鋼體的射線長度1對應函數 關系的表達式。本發明提出的計算方法可W對110kV/220kV運種輸電線路典型桿塔接地體 在2.6/50ys標準波型雷電流作用下的沖擊接地電阻進行評估，從而計算該桿塔的反擊耐雷 水平，并指導進行接地改造，確保輸電線路的運行安全。
【附圖說明】
[0024] 為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對于本領域普通技術人員而 言，在不付出創造性勞動的前提下，還可W根據運些附圖獲得其他的附圖。
[0025] 圖1為本發明實施例提供的一種輸電線路桿塔接地體的結構意圖；
[0026] 圖2為本發明實施例提供的在不同的設定±壤電阻率下，桿塔接地體沖擊接地電 阻隨接地射線鋼體的射線長度變化的規律圖；
[0027] 圖3為本發明實施例提供的系數3與±壤電阻率P的對應關系圖；
[0028] 圖4為本發明實施例提供的系數6與±壤電阻率P的對應關系圖；
[0029] 圖5為本發明實施例提供的系數(3與±壤電阻率P的對應關系圖。
【具體實施方式】
[0030] 為了使本技術領域的人員更好地理解本發明中的技術方案，下面將結合本發明實 施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施 例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通 技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本發明保護 的范圍。
[0031] 參見圖1，為本發明實施例提供的一種輸電線路桿塔接地體的結構意圖，用于 110kV/220kV輸電線路，所述路桿塔接地體包括由四根鋼體圍成的邊長為8m的正方形方框， 為了降低沖擊接地電阻，四根所述鋼體中的一端均設置有與所述鋼體一體成型的接地射線 鋼體，并且四根所述接地射線鋼體分別位于所述正方形方框四個不同的頂點處，即形成風 車狀射線。
[0032] 本實施例中，所述鋼體和所述接地射線鋼體由扁鋼或圓鋼制成，為了滿足所述路 桿塔接地體抗腐蝕及熱穩定性要求，當采用扁鋼時，所述扁鋼的截面寬度MOmm、厚度> 5mm，采用圓鋼時，所述圓鋼的直徑〉10mm。
[0033] 本發明實施例還利用CDEGS軟件對本發明的所述桿塔接地體進行建模仿真，得到 2.6/50ys雷電流作用在所述桿塔接地體上時，沖擊接地電阻與±壤電阻率和接地體射線長 度之間的函數關系，最終給出了估算輸電線路典型桿塔接地體沖擊接地電阻的方法，具體 計算方法包括如下步驟：
[0034] 步驟S101:根據上述輸電線路桿塔接地體，建立桿塔接地體模型。
[0035] 根據圖1中所示的桿塔接地體，在0)EGS軟件中，建立桿塔接地裝置模型。
[0036] 步驟S102:根據所述桿塔接地體模型，改變所述桿塔接地體模型中接地射線鋼體 的射線長度。
[0037] 根據在步驟S101中建立的桿塔接地體模型，改變所述桿塔接地體模型中接地射線 鋼體的射線長度分別為 〇111、5111、7111、12111、18111、32111、5〇111、6〇111、75111、85111和95111，當然并不限于所 述數值。
[0038] 步驟S103:在不同的設定±壤電阻率下，仿真計算獲得輸電線路桿塔接地體在 2.6/50ys雷電流作用時，與所述接地射線鋼體的射線長度相對應的沖擊接地電阻。
[0039] 首先，設定上壤電阻率分別為 100Ω · πι、200Ω · πι、300Ω · πι、400Ω · πι、500Ω . πι、800Ω .πκΙΟ