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地网接地电阻短距测量方法和降阻新技术研究

刘黎  
【摘要】: 发、变电站的接地系统是维护电力系统安全可靠运行,保障设备和人身安全的重要措施之一。接地电阻是发、变电站接地系统的重要技术指标。在发、变电站投运之前或运行一段时间后都要测量其接地电阻值。目前实用的接地电阻测量方法大都存在测量引线过长的弊端,过长的测试引线既不利于现场布线还会造成的强烈的电磁干扰,带来很大的测量误差。因此,对测量接地电阻的原理进行理论分析,尽量缩短测量接地电阻的电极引线,这对于保障电力系统的安全运行,减少工程人员的工作量和技术难度有着重要的学术意义和实际应用价值。同时,在地网面积有限,土壤电阻率较高等复杂情况下,如何经济、有效地减小接地电阻也成为电力系统十分关注的课题。 本论文从接地电阻的测量方法和降低接地电阻措施两个方面,深入探讨了短距测量接地电阻的原理、方法,以及新型空腹式接地装置的使用和设计方法。具体工作包括: ①从接地电阻的测量原理出发,讨论了采用短电流极引线测量地网接地电阻的可行性。使用GPC接地软件计算了各种接地体不同布置时地网外地面电位的变化,阐述了将不同布置情况的接地网等效为一以地网最大边长为直径的圆盘电极的理论。在计算中,本文合理考虑了水平接地体和垂直接地体的实际布置情况,建立了方形接地网和辅助电流极的计算等效模型。 ②通过对模型的计算和讨论,发现在短距测量时,传统的0.618法将导致较大的测量误差,必须对测量结果进行修正,或者对测量位置进行调整。综合各种因素考虑,推荐在距离地网边缘距离为地网长边长度s的位置布置电流极,并在0.509s布置电压测量极,在满足工程精度要求的同时也极大的提高了测量效率。 ③使用土壤分层理论来模拟地网所处土壤不均匀性,并根据土壤分层的不同,推导出了相应的短距测量位置计算公式,为在不均匀土壤测量接地电阻提供了参考。 ④通过短距智能测量仪能将测量位置计算、变频技术、单片机技术、数字信号处理技术和现场测量数据有机的结合起来,充分利用人机交互与已有知识的优势,可以简单、准确地得到待测系统的接地电阻值。 ⑤用理论研究和现场实验相结合的方法仔细探讨空腹式接地装置降低接地电阻的原理和使用方法。为空腹式接地装置在高土壤电阻率地区或地网面积较小的情况下的降阻提供科学的依据。


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