CN112290342B - 一种山区杆塔输电线路分布式辅助降阻方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电力技术领域,涉及一种山区杆塔输电线路分布式辅助降阻方法,其特征在于包含获取临坡杆塔单向辅助接地网散流特性及影响因素的步骤、获取多向辅助接地网散流特性及差异化分布措施的步骤、获取杆塔辅助接地网分形结构与最优分布的步骤、基于临坡地貌三维精细化建模获取多向分布式辅助接地网最优分布策略的步骤、通过接地模拟试验验证分布式辅助接地网最优布置计算结果的步骤、通过电网杆塔分布式辅助接地改造工程实现杆塔输电线路分布式辅助降阻效果的步骤。本发明具有以下主要有益效果:解决因地形、地质、征地等原因造成的接地施工问题;降低了接地网的接地电阻值,接地施工难度低,节约接地网接地降阻施工费、成本费、运维检修费等。
Description
技术领域
本发明属于电力技术领域,尤其是涉及一种山区杆塔输电线路分布式辅助降阻方法。
背景技术
申请人在近年来从事输电线路杆塔接地网接地现场施工发现:制约输电线路杆塔接地网接地施工的因素除了接地材料外,最主要的仍然是施工面积。具体表现在:(1)杆塔接地施工很多处于非平原地带,山区、丘陵地带的杆塔接地施工绝大多数施工都很困难,沟壑、峭壁、岩石、灌木、植被等多种自然地质因素,使得接地外延施工很难按照既定方案进行施工,采用传统外延降阻措施往往需要在现场更改方案,影响了架空输电线路接地降阻效果。(2)部分地区人口稠密,建筑密集,耕地稀缺,一些输电线路杆塔在靠近建筑、耕地、植被时,杆塔接地网施工往往涉及到复杂的征地赔偿等,使得接地施工面积受到很大程度的制约。(3)长期施工经验表明,杆塔接地网采用外延施工所需的费用也随之增加,挖掘接地沟的成本占总成本的比重也逐渐提高,甚至施工成本大幅度超过接地材料成本。盲目的外延施工造成整个杆塔接地施工的成本过高,技术经济性较低。(4)申请人所在的电网针对不同地形条件下的杆塔接地施工尚未形成系统性、规范性的标准参考依据,一些接地施工仅凭经验,一方面造成接地电阻过高,另一方面也使得部分杆塔投入过高,造成材料成本与施工成本的浪费。
自2016年起,申请人一直致力于新型降阻材料与高效降阻策略的研发与应用,但对于有限施工面积下杆塔接地装置的最优施工策略,尤其是山区输电线路杆塔的规范化、标准化、实用化的降阻方案仍有待深入研究。(1)杆塔接地施工很多处于非平原地带,山区、丘陵地带的杆塔接地施工绝大多数施工都很困难,沟壑、峭壁、岩石、灌木、植被等多种自然地质因素,使得新建线路的杆塔接地施工很难按照既定方案进行。对于已经投运架空输电线路杆塔接地网,传统降阻措施一方面降阻效率有限,往往需要在现场更改方案,影响了架空输电线路接地降阻效果。一些输电线路杆塔在靠近建筑、耕地、植被时,杆塔接地网施工往往涉及到复杂的征地赔偿等,使得接地施工面积受到很大程度的制约。(2)以往的接地改造中,针对不同地形条件下的杆塔接地施工尚未形成系统性、规范性的标准参考依据,一些接地施工仅凭经验,造成材料与施工成本浪费。临近水源或地土壤电阻率地区的杆塔接地网往往未能充分利用地质、地形特点,在低土壤电阻率地区单独敷设辅助接地网可以实现接地降阻。(3)传统的钢接地体有效散流长度有限,申请人近年来研发的柔性石墨复合接地材料使得接地体的有效散流长度可增大数倍,这给杆塔辅助地网施工提供了可能。基于各类非金属接地材料柔性弯曲、便捷改向、可塑性强的材料特点,完成申请人所在地区电网输电线路杆塔分布式辅助接地降阻示范应用。
杆塔接地网作为输电线路最基本的防雷设施,限制杆塔接地网的工频接地电阻是降低塔顶过电压,预防绝缘子因反击造成沿面闪络的关键。由于输电线路杆塔跨越不同的地形、地貌及地质区域,不同地区无法采用统一的杆塔接地网接地降阻策略。长期的运行经验表明,现行的高土壤电阻率地区的杆塔接地网多采用以下几种施工方式进行接地降阻,包括:采用外延接地体降阻、采用垂直接地降阻,采用辅助降阻材料(降阻剂、接地模块)降阻。不同的降阻方式受制于地形、土质等影响因素,实际施工时往往无法按照设计方案进行降阻施工。采用辅助降阻材料还经常面临着降阻效率低,降阻长效性差,加速金属接地体腐蚀等技术瓶颈。采用降阻效率高、实效长的降阻措施同时使得降阻施工达到技术经济性的最优是输电运维工作中面临的重要工程问题。但目前为止,行业内还没有优良的、有效的方法。
发明内容
为了解决上述问题,本发明的目的是揭示一种山区杆塔输电线路分布式辅助降阻方法,它是采用以下技术方案实现的。
一种山区杆塔输电线路分布式辅助降阻方法,其特征在于包含以下步骤:
第一步、获取临坡杆塔单向辅助接地网散流特性及影响因素:采用仿真计算软件,建立临坡杆塔单向辅助接地网仿真计算模型,分别构建:单边辅助接地网、双边辅助接地网、方框辅助接地网和垂直辅助接地网;获取接地材料、终端结构、辅助地网连接线布置方式对单向辅助地网散流特性的影响规律,确定典型接地材料构成的临坡单向辅助接地网最优分布方式;
第二步、获取多向辅助接地网散流特性及差异化分布措施:获取研究常见山脊地形条件下的杆塔多向分布式辅助接地网相关信息,获取多向辅助接地网散流比例,分析杆塔基础、根开外围、各向分布式辅助接地网的散流比例,通过仿真计算确定多向辅助接地网最优布置方式;
第三步、获取杆塔辅助接地网分形结构与最优分布:在获取单向与多向分布式辅助地网及分析的基础上,细化分布式辅助地网的结构布置,确定临坡输电线路杆塔多分支形辅助接地网降阻策略;分析多分支形辅助接地网各支路之间的分流比率,获取接地材料参数对多分支形辅助接地网各分形支路的屏蔽效应影响规律,确定不同土壤条件下各材料的最优分形维度;
第四步、基于临坡地貌三维精细化建模获取多向分布式辅助接地网最优分布策略:针对具体地形地貌特征下的分布式辅助接地网布置进行仿真计算,具体的:首先,建立分块土壤结构三维精细化仿真计算模型,确定临坡自然条件下电流密度分布特征;其次,获取山坡、山脊、山顶等地形、地貌条件下土壤分块结构对接地散流的影响规律;最后,获取杆塔塔基、近杆塔根开外围接地网、多向分布式辅助接地网的分流比重,确定分块土壤条件下分布式辅助接地网最优分布策略;
第五步、通过接地模拟试验验证分布式辅助接地网最优布置计算结果:采用专业接地模拟试验平台,通过工频与冲击接地模拟试验,测量不同单向辅助终端、典型接地材料、多向分布式辅助终端、非平衡式辅助地网布置、接地网分形维度等接地网模型的接地特性,并与仿真计算结论进行对比;
第六步、通过电网杆塔分布式辅助接地改造工程来实现山区杆塔输电线路分布式辅助降阻效果:选取典型输电线路,完成山区杆塔输电线路分布式辅助降阻示范应用;通过施工及测量,验证输电线路杆塔分布式辅助接地网的实际降阻效果;同时,制定标准化施工规范及应用手册。
上述所述的一种山区杆塔输电线路分布式辅助降阻方法,其特征在于第一步中包含以下步骤:
①分别采用CDEGS与COMSOL有限元仿真计算软件,建立临坡杆塔单向辅助接地网仿真计算模型,分别构建:单边辅助接地网、双边辅助接地网、方框辅助接地网和2m短垂直辅助接地网;
②获取接地材料对单向辅助地网散流特性的影响,包括:Φ10mm圆钢接地体、Φ28mm石墨复合接地体、Φ42mm低感石墨复合接地体和柔性平面复合接地材料,确定材料电导率、磁导率、结构尺寸等材料参数对辅助接地网散流特性的作用规律,获取不同接地材料构成下单向辅助接地网外延有效散流长度变化规律;
③获取临坡单向辅助地网的终端结构对接地电阻的影响规律,对比不同入地电流频率及幅值条件下,各辅助终端接地体的散流密度和土壤泄流密度;
④获取辅助接地网地表电位及跨步电压分布规律,分析辅助地网与塔基根开边框的连接线布置方式对散流特性及跨步电压的影响规律,确定临城镇区域杆塔采用分布式辅助接地网的安全阈值与防范措施;
⑤优化临坡单向外延接地网连接线与辅助终端的比例结构,确定不同土壤电阻率条件下,典型接地材料构成的临坡单向辅助接地网最优分布方式。
上述所述的一种山区杆塔输电线路分布式辅助降阻方法,其特征在于第二步中包含以下步骤:
①获取常见山脊地形条件下的杆塔多向分布式辅助接地网,分析各向辅助地网终端和连接线长度对降阻效率的影响规律;
②获取多向辅助接地网散流比例,分析杆塔基础、根开外围、各向分布式辅助接地网的散流比例;
③优化各方向外延接地网连接线与辅助终端的比例结构,通过仿真计算确定多向辅助接地网最优布置方式;
④针对不同地形条件及海拔高度,分析辅助地网数量对杆塔基础与根开方框的分流作用,分析杆塔多向辅助接地网差异化分布对散流特性的影响规律。
上述所述的一种山区杆塔输电线路分布式辅助降阻方法,其特征在于第三步中包含以下步骤:
①基于石墨复合接地材料柔性弯曲、便捷改向、可塑性强的材料特点,分析并获取临坡输电线路杆塔多分支形辅助接地网降阻策略;
②获取临坡输电线路杆塔多分支形辅助接地网各支路之间的分流比率,分析临坡输电线路杆塔多分支形辅助接地网分形系数与降阻效率的关系;
③获取接地材料参数对多分支形辅助接地网各分形支路的屏蔽效应影响规律,确定不同土壤条件下各材料的最优分形维度。
上述所述的一种山区杆塔输电线路分布式辅助降阻方法,其特征在于第四步中包含以下步骤:
①采用有限元仿真计算软件进行临坡条件下的土壤结构三维精细化建模,确定临坡自然条件下电流密度分布特征;
②获取典型地貌条件下土壤分块结构对接地散流的影响规律,分析典型山坡、山脊、山顶等地形条件下分布式辅助接地网的降阻效率;
③分析并获取杆塔塔基、近杆塔根开外围接地网、多向分布式辅助接地网的分流比重,确定分块土壤条件下分布式辅助接地网最优分布策略。
上述所述的一种山区杆塔输电线路分布式辅助降阻方法,其特征在于第五步中包含以下步骤:
①采用专业接地模拟试验平台,通过工频与冲击接地模拟试验测量不同单向辅助终端接地网的实际散流特性与降阻效率;
②通过工频与冲击接地模拟试验,测量典型接地材料构建的辅助接地网的散流规律;
③搭建多向分布式辅助接地网测试平台,测量不同分布式辅助终端条件下的散流特征,验证非平衡式辅助地网布置对降阻效率的作用规律;
④测量分布式辅助接地网各分形支路的散流值,验证辅助接地网分形维度对接地体屏蔽效应和降阻效率的影响。
本发明具有以下主要有益效果:解决因地形、地质、征地等原因造成的接地施工问题;显著降低接地网的接地电阻值,减少接地施工难度,节约接地网接地降阻施工费、成本费、运维检修费等。
附图说明
图1为单边辅助地网示意图。
图2为双边辅助地网示意图。
图3为方框辅助地网示意图。
图4为垂直辅助地网示意图。
图5为单向临坡辅助接地网示意图。
图6为多向分布式辅助接地网示意图。
图7为分布式辅助接地网分流示意图示意图。
图8为单向辅助地网示意图。
图9为双向辅助地网示意图。
图10为三向辅助地网示意图。
图11为分布式辅助接地网的一种分形结构示意图。
图12为分布式辅助接地网的又一种分形结构示意图。
图13为分块土壤条件下的接地散流研究示意图。
图14为分布式辅助接地网接地模拟试验方案示意图。
图15为分布式辅助接地网示范应用工程示意图。
为了使所在技术领域人员能更准确、清楚地理解及实施本申请,下面结合说明书附图对于附图标记作进一步说明,图中:L0—表示外引线、L1—表示垂直长度、H1—表示引下长度、M1—冲击电流发生器、M2—信号采集系统、M11—罗氏线圈、M12—分压器、M13—示波器、M3—接地模拟池、M31—回流线、M32—注流线、M33—半球形回流极、Ich—入地电流、If—外延辅助地网分流、Ik—边框分流、D—根开边框、H—混凝土桩基、I1—桩基分流、X11—引下线、X12—混凝土、X13—钢筋架构、X21—根开边框散流、X22—分布式辅助地网散流、X23—塔基散流、X31—辅助地网1、X32—辅助地网2、X31—辅助地网33。
具体实施方式
实施实例1
请见图1至图15,一种山区杆塔输电线路分布式辅助降阻方法,其特征在于包含以下步骤:
第一步、获取临坡杆塔单向辅助接地网散流特性及影响因素:采用仿真计算软件,建立临坡杆塔单向辅助接地网仿真计算模型,分别构建:单边辅助接地网、双边辅助接地网、方框辅助接地网和垂直辅助接地网;获取接地材料、终端结构、辅助地网连接线布置方式对单向辅助地网散流特性的影响规律,确定典型接地材料构成的临坡单向辅助接地网最优分布方式;
第二步、获取多向辅助接地网散流特性及差异化分布措施:获取研究常见山脊地形条件下的杆塔多向分布式辅助接地网相关信息,获取多向辅助接地网散流比例,分析杆塔基础、根开外围、各向分布式辅助接地网的散流比例,通过仿真计算确定多向辅助接地网最优布置方式;
第三步、获取杆塔辅助接地网分形结构与最优分布:在获取单向与多向分布式辅助地网及分析的基础上,细化分布式辅助地网的结构布置,确定临坡输电线路杆塔多分支形辅助接地网降阻策略;分析多分支形辅助接地网各支路之间的分流比率,获取接地材料参数对多分支形辅助接地网各分形支路的屏蔽效应影响规律,确定不同土壤条件下各材料的最优分形维度;
第四步、基于临坡地貌三维精细化建模获取多向分布式辅助接地网最优分布策略:针对具体地形地貌特征下的分布式辅助接地网布置进行仿真计算,具体的:首先,建立分块土壤结构三维精细化仿真计算模型,确定临坡自然条件下电流密度分布特征;其次,获取山坡、山脊、山顶等地形、地貌条件下土壤分块结构对接地散流的影响规律;最后,获取杆塔塔基、近杆塔根开外围接地网、多向分布式辅助接地网的分流比重,确定分块土壤条件下分布式辅助接地网最优分布策略;
第五步、通过接地模拟试验验证分布式辅助接地网最优布置计算结果:采用专业接地模拟试验平台,通过工频与冲击接地模拟试验,测量不同单向辅助终端、典型接地材料、多向分布式辅助终端、非平衡式辅助地网布置、接地网分形维度等接地网模型的接地特性,并与仿真计算结论进行对比;
第六步、通过电网杆塔分布式辅助接地改造工程来实现山区杆塔输电线路分布式辅助降阻效果:选取典型输电线路,完成山区杆塔输电线路分布式辅助降阻示范应用;通过施工及测量,验证输电线路杆塔分布式辅助接地网的实际降阻效果;同时,制定标准化施工规范及应用手册。
上述所述的一种山区杆塔输电线路分布式辅助降阻方法,其特征在于第一步中包含以下步骤:
①分别采用CDEGS与COMSOL有限元仿真计算软件,建立临坡杆塔单向辅助接地网仿真计算模型,分别构建:单边辅助接地网、双边辅助接地网、方框辅助接地网和2m短垂直辅助接地网;请见图1至图4;
②获取接地材料对单向辅助地网散流特性的影响,包括:Φ10mm圆钢接地体、Φ28mm石墨复合接地体、Φ42mm低感石墨复合接地体和柔性平面复合接地材料,确定材料电导率、磁导率、结构尺寸等材料参数对辅助接地网散流特性的作用规律,获取不同接地材料构成下单向辅助接地网外延有效散流长度变化规律;
③获取临坡单向辅助地网的终端结构对接地电阻的影响规律,对比不同入地电流频率及幅值条件下,各辅助终端接地体的散流密度和土壤泄流密度;
④获取辅助接地网地表电位及跨步电压分布规律,分析辅助地网与塔基根开边框的连接线布置方式对散流特性及跨步电压的影响规律,确定临城镇区域杆塔采用分布式辅助接地网的安全阈值与防范措施;
⑤优化临坡单向外延接地网连接线与辅助终端的比例结构,确定不同土壤电阻率条件下,典型接地材料构成的临坡单向辅助接地网最优分布方式。
上述所述的一种山区杆塔输电线路分布式辅助降阻方法,其特征在于第二步中包含以下步骤:
①获取常见山脊地形条件下的杆塔多向分布式辅助接地网,分析各向辅助地网终端和连接线长度对降阻效率的影响规律;请见图5和图6;
②获取多向辅助接地网散流比例,分析杆塔基础、根开外围、各向分布式辅助接地网的散流比例;请见图7;
③优化各方向外延接地网连接线与辅助终端的比例结构,通过仿真计算确定多向辅助接地网最优布置方式;请见图8至图10;
④针对不同地形条件及海拔高度,分析辅助地网数量对杆塔基础与根开方框的分流作用,分析杆塔多向辅助接地网差异化分布对散流特性的影响规律。
上述所述的一种山区杆塔输电线路分布式辅助降阻方法,其特征在于第三步中包含以下步骤:
①基于石墨复合接地材料柔性弯曲、便捷改向、可塑性强的材料特点,分析并获取临坡输电线路杆塔多分支形辅助接地网降阻策略;
②获取临坡输电线路杆塔多分支形辅助接地网各支路之间的分流比率,分析临坡输电线路杆塔多分支形辅助接地网分形系数与降阻效率的关系;请见图11至图12;
③获取接地材料参数对多分支形辅助接地网各分形支路的屏蔽效应影响规律,确定不同土壤条件下各材料的最优分形维度。
上述所述的一种山区杆塔输电线路分布式辅助降阻方法,其特征在于第四步中包含以下步骤:
①采用有限元仿真计算软件进行临坡条件下的土壤结构三维精细化建模,确定临坡自然条件下电流密度分布特征;请见图13;
②获取典型地貌条件下土壤分块结构对接地散流的影响规律,分析典型山坡、山脊、山顶等地形条件下分布式辅助接地网的降阻效率;
③分析并获取杆塔塔基、近杆塔根开外围接地网、多向分布式辅助接地网的分流比重,确定分块土壤条件下分布式辅助接地网最优分布策略。
上述所述的一种山区杆塔输电线路分布式辅助降阻方法,其特征在于第五步中包含以下步骤:
①采用专业接地模拟试验平台,通过工频与冲击接地模拟试验测量不同单向辅助终端接地网的实际散流特性与降阻效率;请见图14;
②通过工频与冲击接地模拟试验,测量典型接地材料构建的辅助接地网的散流规律;
③搭建多向分布式辅助接地网测试平台,测量不同分布式辅助终端条件下的散流特征,验证非平衡式辅助地网布置对降阻效率的作用规律;
④测量分布式辅助接地网各分形支路的散流值,验证辅助接地网分形维度对接地体屏蔽效应和降阻效率的影响。
上述所述的一种山区杆塔输电线路分布式辅助降阻方法,其特征在于第六步中,申请人选取十堰电网辖区典型输电线路3基杆塔,采用仿真与试验得出的典型地形地貌条件下分布式辅助接地网的最优布置方法,完成十堰电网杆塔分布式辅助接地降阻示范应用工程;请见图15;通过示范应用工程施工及接地测量,验证输电线路杆塔分布式辅助接地网的实际降阻效果;制定了实用化的杆塔分布式辅助接地降阻标准化施工规范和典型施工应用手册,为输电线路运维人员提供实用参考。
本申请中,确定了临坡杆塔单向分布式辅助地网、分块土壤条件下多向分布式辅助接地网最优分布策略,完整获得了架空线路分布式辅助接地网的仿真计算、理论分析与专业测试平台的模拟试验验证;完成了申请人所在地区电网典型输电线路分布式辅助接地降阻示范应用工程,验证了输电线路杆塔分布式辅助接地网的实际降阻效果,完成了3基架空线路杆塔分布式辅助接地降阻改造,接地电阻达标,且比标准要求值降低了50%以上;并制定了实用化的杆塔分布式辅助接地降阻标准化施工规范,为输电线路运维人员提供实用参考。本申请有效地解决因地形、地质、征地等原因造成的接地施工问题。降阻策略以可以显著降低接地网的接地电阻值,减少接地施工难度,节约接地网接地降阻施工费、成本费、运维检修费等,具有显著的经济效益。
本发明具有以下主要有益效果:解决因地形、地质、征地等原因造成的接地施工问题;显著降低接地网的接地电阻值,减少接地施工难度,节约接地网接地降阻施工费、成本费、运维检修费等。
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案,而不应视为对于本发明的限制。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案,包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进,也在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种山区杆塔输电线路分布式辅助降阻方法,其特征在于包含以下步骤:
第一步、获取临坡杆塔单向辅助接地网散流特性及影响因素:采用仿真计算软件,建立临坡杆塔单向辅助接地网仿真计算模型,分别构建:单边辅助接地网、双边辅助接地网、方框辅助接地网和垂直辅助接地网;获取接地材料、终端结构、辅助地网连接线布置方式对单向辅助地网散流特性的影响规律,确定典型接地材料构成的临坡单向辅助接地网最优分布方式;
第二步、获取多向辅助接地网散流特性及差异化分布措施:获取研究常见山脊地形条件下的杆塔多向分布式辅助接地网相关信息,获取多向辅助接地网散流比例,分析杆塔基础、根开外围、各向分布式辅助接地网的散流比例,通过仿真计算确定多向辅助接地网最优布置方式;
第三步、获取杆塔辅助接地网分形结构与最优分布:在获取单向与多向分布式辅助地网及分析的基础上,细化分布式辅助地网的结构布置,确定临坡输电线路杆塔多分支形辅助接地网降阻策略;分析多分支形辅助接地网各支路之间的分流比率,获取接地材料参数对多分支形辅助接地网各分形支路的屏蔽效应影响规律,确定不同土壤条件下各材料的最优分形维度;
第四步、基于临坡地貌三维精细化建模获取多向分布式辅助接地网最优分布策略:针对具体地形地貌特征下的分布式辅助接地网布置进行仿真计算,具体的:首先,建立分块土壤结构三维精细化仿真计算模型,确定临坡自然条件下电流密度分布特征;其次,获取山坡、山脊、山顶等地形、地貌条件下土壤分块结构对接地散流的影响规律;最后,获取杆塔塔基、近杆塔根开外围接地网、多向分布式辅助接地网的分流比重,确定分块土壤条件下分布式辅助接地网最优分布策略;
第五步、通过接地模拟试验验证分布式辅助接地网最优布置计算结果:采用专业接地模拟试验平台,通过工频与冲击接地模拟试验,测量不同单向辅助终端、典型接地材料、多向分布式辅助终端、非平衡式辅助地网布置、接地网分形维度等接地网模型的接地特性,并与仿真计算结论进行对比;
第六步、通过电网杆塔分布式辅助接地改造工程来实现山区杆塔输电线路分布式辅助降阻效果:选取典型输电线路,完成山区杆塔输电线路分布式辅助降阻示范应用;通过施工及测量,验证输电线路杆塔分布式辅助接地网的实际降阻效果;同时,制定标准化施工规范及应用手册;
其中,第一步中包含以下步骤:
①分别采用CDEGS与COMSOL有限元仿真计算软件,建立临坡杆塔单向辅助接地网仿真计算模型,分别构建:单边辅助接地网、双边辅助接地网、方框辅助接地网和2m短垂直辅助接地网;
②获取接地材料对单向辅助地网散流特性的影响,包括:Φ10mm圆钢接地体、Φ28mm石墨复合接地体、Φ42mm低感石墨复合接地体和柔性平面复合接地材料,确定材料电导率、磁导率、结构尺寸等材料参数对辅助接地网散流特性的作用规律,获取不同接地材料构成下单向辅助接地网外延有效散流长度变化规律;
③获取临坡单向辅助地网的终端结构对接地电阻的影响规律,对比不同入地电流频率及幅值条件下,各辅助终端接地体的散流密度和土壤泄流密度;
④获取辅助接地网地表电位及跨步电压分布规律,分析辅助地网与塔基根开边框的连接线布置方式对散流特性及跨步电压的影响规律,确定临城镇区域杆塔采用分布式辅助接地网的安全阈值与防范措施;
⑤优化临坡单向外延接地网连接线与辅助终端的比例结构,确定不同土壤电阻率条件下,典型接地材料构成的临坡单向辅助接地网最优分布方式。
2.根据权利要求1所述的一种山区杆塔输电线路分布式辅助降阻方法,其特征在于第二步中包含以下步骤:
①获取常见山脊地形条件下的杆塔多向分布式辅助接地网,分析各向辅助地网终端和连接线长度对降阻效率的影响规律;
②获取多向辅助接地网散流比例,分析杆塔基础、根开外围、各向分布式辅助接地网的散流比例;
③优化各方向外延接地网连接线与辅助终端的比例结构,通过仿真计算确定多向辅助接地网最优布置方式;
④针对不同地形条件及海拔高度,分析辅助地网数量对杆塔基础与根开方框的分流作用,分析杆塔多向辅助接地网差异化分布对散流特性的影响规律。
3.根据权利要求1所述的一种山区杆塔输电线路分布式辅助降阻方法,其特征在于第三步中包含以下步骤:
①基于石墨复合接地材料柔性弯曲、便捷改向、可塑性强的材料特点,分析并获取临坡输电线路杆塔多分支形辅助接地网降阻策略;
②获取临坡输电线路杆塔多分支形辅助接地网各支路之间的分流比率,分析临坡输电线路杆塔多分支形辅助接地网分形系数与降阻效率的关系;
③获取接地材料参数对多分支形辅助接地网各分形支路的屏蔽效应影响规律,确定不同土壤条件下各材料的最优分形维度。
4.根据权利要求1所述的一种山区杆塔输电线路分布式辅助降阻方法,其特征在于第四步中包含以下步骤:
①采用有限元仿真计算软件进行临坡条件下的土壤结构三维精细化建模,确定临坡自然条件下电流密度分布特征;
②获取典型地貌条件下土壤分块结构对接地散流的影响规律,分析典型山坡、山脊、山顶等地形条件下分布式辅助接地网的降阻效率;
③分析并获取杆塔塔基、近杆塔根开外围接地网、多向分布式辅助接地网的分流比重,确定分块土壤条件下分布式辅助接地网最优分布策略。
5.根据权利要求1所述的一种山区杆塔输电线路分布式辅助降阻方法,其特征在于第五步中包含以下步骤:
①采用专业接地模拟试验平台,通过工频与冲击接地模拟试验测量不同单向辅助终端接地网的实际散流特性与降阻效率;
②通过工频与冲击接地模拟试验,测量典型接地材料构建的辅助接地网的散流规律;
③搭建多向分布式辅助接地网测试平台,测量不同分布式辅助终端条件下的散流特征,验证非平衡式辅助地网布置对降阻效率的作用规律;
④测量分布式辅助接地网各分形支路的散流值,验证辅助接地网分形维度对接地体屏蔽效应和降阻效率的影响。
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