《冲击接地电阻》.ppt

* * 强大的冲击电流流入土壤后会形成很强的电场，使土壤发生强烈的局部放电现象。一般土壤由于是不均匀媒质，所以其耐压强度只百8．5kv／cM左右．在P＝10x1·m时使土壤放电的电流密度为 * * (3)冲击电流在地中流动时，由于高频电流的集肤效应，不像直流电那样可以穿透无限深处的地层，也不像工频电流那样可以穿透地的有限深度，而是在距地面不太深的范围内流动。（ 当ρ为100-500Ω·m时，大约在距地面20-50m范围内流动） (4)大地的两个电性能参数ρ和ε ，特别是地电阻率在高频的情况下，并非像工频那样可以近似为常数，而是在很大程度的往减小的方向变化 (5)接地体周围的电场强度达到某一数值时，电压和电流不再是线性关系，而是表现为非线性。 * * 冲击电流通过接地体的最初瞬间，冲击阻抗与接地体的稳态或工频接地电阻无关。这时接地体的波过程起主要作用，冲击阻抗等于波阻。 当波往接地体深处运动时，在波电流上将附加着土壤的传导电流，这时接地体的冲击阻抗主要由接地体的电感和土壤的电导来决定的。这个过程称为“电感一电导”泄流过程： 最后，当电流的变化率趋近于零，电感可以略去不计，冲击阻抗才表现出电阻的性质．趋近于稳态或工频接地电阻。 　　对于集中接地体，只考虑电阻过程；一般电阻率地区的水平长接地体，只考虑“电感一电导”泄流过程；特高电阻率地区的水平接地体还应考虑波过程、 * * 已下降到接近极限最小值，即再要用扩大地网面积的办法来降低冲击接地 电阻，其收效将甚微．这也说明，不论地网面积有多大，它在冲击下的有效　　是有限的，在此有效　　以外地网的冲击电压已接近于o， * * 在高土壤电阻率地区．为了有效地解决接地电阻过高问题，往往采用外延接地的办法来降阻，比如采用水平外延放射线来降低杆塔或发、变电所的接地电阻，如附近有可以利用的低土壤电阻率的地方可以用外延地网来降阻，这对降低工频接地电阻是行之有效的，但对冲击电流来讲，由于冲击电流的频率较高．就应该考虑外延接地体的电感、电容效应问题，而不能无限制的外延。 从杆塔或发变电地网的中心(或主设备接地处起)到外延地网的中心距离称为外延长度。 冲击接地电阻 3.1 冲击接地电阻的物理意义 冲击电流或雷电流通过接地体流向大地时，接地体呈现的电阻叫冲击接地电阻。 冲击电流的幅值可能很大，会引起土壤放电，而且冲击电流的等效频率又比工频高得多。 当冲击电流进入接地体时，会引起一系列复杂的过渡过程。 为了使冲击接地电阻Rch有一明确的定义，通常令 由于Um和Im出现的时刻可能不同，所以Rch并无实际上的物理意义（因电感作用，冲击电压幅值Um一般出现在电流幅值Im之前），但是这一定义在工程上使用很方便，因为我们感兴趣的是在一定的Im下接地体上的最大电压Um是多少，而这在 Rch已知的条件下马上可以算出来。 在某些情况下，为了数字处理，有时也把在雷流波头时刻（t=2.6μs）接地体呈现的电阻作为冲击接地电阻，而对于某一特定t值的冲击接地电阻将加以说明。 冲击效应 冲击效应包括土壤的放电效应和接地体的分布参数效应。 1. 土壤放电效应 土壤中的电场强度 式中：E 是土壤中的电场强度 ? 是土壤电阻率 J 是土壤中的电流密度 如果土壤中的电场强度很高，也会使土壤击穿。 （土壤也有击穿强度） 在土壤击穿区域，土壤的电阻率变得很小，导电性能增强， 相当于接地体的横截面增大。 2. 接地体的分布参数效应 雷电流波头很陡，等值频率很高，较长接地体在泄散雷电流时， 它不仅具有电阻参数，还有电感和电容参数，并且沿接地体长度 方向分布存在。 强大的冲击电流流入土壤后会形成很强的电场，使土壤发生强烈的局部放电现象。 一般土壤由于是不均匀媒质，所以其耐压强度只有8．5kV／cm左右 实验表明：当单根水平接地体的电位为1000kV时，火花放电区域的直径可达70cm。 土中形成的强烈放电可使土壤的等值电阻率大为减小，也可以认为ρ不变，但接地体的等值直径已大为增加，所以此时接地体的冲击接地电阻将比工频接地电阻小 冲击系数α 冲击接地电阻Rch与工频接地电阻Rg的比值，称为接地体的冲击系数α。 对集中接地体来说， α一般小于1，但对长度很大的延长接地体来说，由于其电感效应， α也可能大于1。 α值一般由实验方法求得 在缺乏准确数据时，集中的人工接地体或自然接地体的冲击系数。可按下式计算 I——冲击电流幅值．kA； ρ——土壤电阻率，kΩ·m l——垂直或水平接地体的长度或环形闭合接地体的直径．或方形闭合接地体的边长，m； β,m——与接地体形状有关的系数，对垂直接地体有 β＝0.9，m=