论文摘要
传输功率变大以及超高压大容量变电站的出现使得对接地电阻要求越来越严格,同时因为用地紧张等缘故,地网铺设条件越来越恶劣。为了更好地实现降阻效果,现在行业出了各种类型的降阻方法,或增加接地体散流面积,或改变土壤结构。对于这些降阻方法,国内外均没进行过系统的研究,缺乏较为系统全面的理论计算方法。为了更好地指导实际应用,本文通过对降阻方法的作用机理进行归纳研究,应用现有电磁场数值计算方法,建立了具有普遍适用性的模型并给出计算方法。本文首先采用等值复数镜像法及双侧递推法对降阻方法可能产生的复杂分层土壤结构中单位电流源所产生的格林函数进行了推导计算,并编制了计算程序,其计算结果与国内外学者的数值计算结果能很好的吻合。接下来对土壤中导体的电特性进行了建模,给出了用于计算接地电阻的等电位及不等电位计算方法。对于接地降阻方法中出现的常见形状的接地极,根据其散流特点,对其主要散流表面进行了微元化,同时给出了其在接地电阻计算中所需的自阻及互阻参数的计算方法。对于接地降阻方法中改变了土壤结构,对电阻率的测量数据进行处理,得到其在水平方向或在垂直方向或在两个方向的变化特性,进行合适的切分,等效为上述的复杂分层土壤结构。选取离子接地极进行试验并测量,因为离子接地极其主要作用机理是通过离子渗透作用在垂直及水平方向均改变了土壤结构,随着距装置远近渐变性地降低了土壤电阻率,且同时其接地极本身增加了地网的散流面积来实现降阻。接着根据电阻率测量结果,应用Fick第一定律拟合出电阻率随距离变化远近的关系曲线,进行切分,建立了复合分层土壤模型进行计算,发现测量与计算结果很好地吻合,验证了接地极及土壤模型建立方法的正确性。最后,应用理论建模方法对部分降阻方法进行理论计算,比较发现改变土壤结构的效果要优于增加散流面积。