冲击接地电阻

输电线路杆塔在电力系统中应用最广，遭受雷击概率最高。输电线路接地装置的冲击特性直接影响其防雷性能，而冲击接地电阻是反映接地装置冲击特性的重要指标。减小冲击接地电阻能有效的降由于雷电流具有作用时间短、幅值大、等值频率高等特点，大电流将导致接地体周围的土壤电离，产生火花放电效应，相当于使接地体的有效半径增大，对接地极的冲击接地电阻有减小的作用。忽略了土壤的电火花效应，应用CDEGS分析不同接地极的冲击接地特性。虽然没有考虑电火花效应，但接地极冲击接地电阻随接地极尺寸及土壤电阻率的总体变化趋势没有发生变化，在实际工程应用中仍有意义。

（1）单一水平接地极截面积的变化对其冲击接地电阻的影响不大；

（2）接地极的冲击接地电阻随附加垂直接地体的长度增加而减小，最后趋于稳定。附加垂直接地极增多，冲击接地电阻减小；但垂直接地极过多，接地极之间的屏蔽效应明显，会阻碍冲击接地电阻的减小；

（3）在高土壤电阻率情况下，雷电流倾向于通过接地极泄散电流，接地极的轴向电流变大。增加垂直接地极长度和数量对降低接地极的冲击接地电阻有很明显的效果 。

在进行冲击接地电阻的测量时，由于冲击电流的陡度很大，频率很高，要考虑接地装置的电感和电容对冲击接地电阻的影响，因此可以将接地装置等效为一个由电阻、电感、对地电容和电导组成的分布参数网络如果考虑冲击电流在土壤中引起的火花放电，那么这个网络是非线性的，其数学模型非常复杂，求解极其繁琐，还没有很好的解决办法如果不考虑土壤的火花放电，那么接地装置可以等效为一个线性非时变系统，其数学模型相对简单，计算求解容易实现当然，在不考虑火花放电的情况下，求得的冲击接地电阻将偏于安全侧。

因为在火花放电的区域内土壤的等值电阻率下降，有利于电流的流散，相当于接地体的等值直径增大，从而使冲击接地电阻值降低雷电流的幅值越高，在土壤中引起火花放电的区域就越大，冲击接地电阻值就越小。不过对于伸长接地体和地网而言，由于接地装置本身的电感呈现较大的阻碍雷电流流通的作用，火花放电主要集中在电流入射点的附近，火花放电的范围相对于整个伸长接地体和地网还是很小的因此，火花放电对于冲击接地电阻的影响是有限的故无需考虑火花放电的影响，计算结果比实际值略大，故在设计中考虑的安全系数更大。

所谓线性非时变系统，就是指具有叠加性、齐次性，并且系统参数不随时间变化的系统线性非时变系统还具有微分特性并满足因果性 。

在电力系统中，为了工作的需要，常需将电力系统及其电气设备的某些部分与大地相连接，从而构成接地系统对于工作接地及保护接地而言，接地电阻是指在直流或工频电流流过时的电阻；对防雷接地而言，是指它在雷电流(冲击电流)流过时的电阻，简称冲击接地电阻。

对于冲击接地电阻的研究主要有以下方法：

（1）在理论分析的基础上对具体接地装置建立数学物理模型，通过解偏微分方程或者差分方程，从而计算求出该接地装置的冲击接地电阻；

（2）进行模拟试验，主要针对集中接地体；

（3）利用测量得到的工频接地电阻乘以冲击系数，求出冲击接地电阻；

（4）根据经验公式进行估算。

除了第二种方法外，其余都不是通过实验直接测量得到结果，而是利用间接手段求出冲击接地电阻，其结果的可靠性难以验证。而在野外对杆塔进行冲击接地电阻模拟试验，由于接地电极与电流极之间相距较远(几十米到几百米)，回路连线较长，且冲击接地电阻的数值一般都在数欧姆到数十欧姆之间，整个回路中的电感和电阻都很大，要产生波头很陡、幅值很大的雷电流波形就需要极高的电压，这在工程应用中很难实现。提出一种利用波头较缓、幅值较低的电流对冲击接地电阻进行测量的方法利用波头较缓、幅值较小的入射电流，通过变换计算的方法求出接地装置在波头较陡、幅值较大的雷电流波形作用下的电压响应，从而进一步求出冲击接地电阻 。

提出一种新的冲击接地电阻测量方法，利用波头较缓、幅值较小的入射电流，通过变换计算的方法求出接地装置在波头较陡、幅值较大的雷电流波形作用下的电压响应，从而求出冲击接地电阻通过变换卷积计算最

终得到的冲击接地电阻值与同一模型的理想冲击接地电阻值基本相同，而且变换计算基本不受入射电流波形的陡度、幅值的影响;而根据实际情况选择合适的采样频率和卷积点数，可以大大减少计算量由此，可以得出结论：该方法可行，且具有较高的工程实用价值。

备案信息

备案号：78185-2020

备案月报： 2020年第11号(总第247号) 2100433B

前言

第一章　接地装置的工频接的电阻和冲击接地电阻

第一节　工频接地电阻的基本概念

第二节　均匀土壤中的工频接地电极

第三节　不均匀土壤中的工频接地电极

第四节　冲击接地电阻的基本概念

第五节　冲击电位分布

第六节　外引接地装置

第七节　水平接地体上的波过程

第八节　发电厂、变电所网格式地网的冲击接地电阻

第二章　发电厂、变电所接地装置

第一节　发电厂、变电所接地的意义

第二节　发电厂、变电所接地的基本要求

第三节　发电厂、变电所网格式接地网的接地电阻计算

第四节　发电厂、变电所地面电位分布

第五节　地面跨步电压和设备接触电压

第六节　发电厂、变电所接地网的设计

第七节　发电厂、变电所接地装置的施工

第八节　发电厂、变电所接地网存在的问题及改造

第三章　送电线路杆塔接地装置

第一节　架空线路杆塔接地的意义及要求

第二节　架空线路杆塔接地电阻计算

第三节　架空线路杆塔接地的设计

第四节　架空线路杆塔接地装置的施工

第五节　降低杆塔接地电阻的措施

第六节　杆塔接地装置的运行及维护

第七节　山区送电线路雷害事故分析及防雷措施研究

第八节　110kV线路接地改造及防雷效果实例

第九节　发电厂直配线路防雷保护措施实例

第四章　降低发电厂、变电所接地装置工频接地电阻的措施

第一节　充分利用自然接地体降阻

第二节　外引接地装置

第三节　采用深井式接地极

第四节　扩网及设置水下地网

第五节　填充电阻率较低的物质或降阻剂人工改善土壤电阻率

第六节　发电厂、变电所的综合降阻措施

第五章　接地装置的运行与发热

第一节　接地装置的工频电位

第二节　地网电位升高及其限制措施

第三节　反击过电压及其保护

第四节　沿电缆沟敷设接地线的作用

第五节　冲击反击过电压

第六节　接地装置的发热及计算

第七节　交流地网的热稳定

第八节　接地线的截面选择

第六章　接地装置的腐蚀及防腐措施

第一节 接地装置的腐蚀机理分析

第二节 析氢腐蚀与吸氧腐蚀

第三节 接地装置的腐蚀环境

第四节 防止接地体腐蚀的主要措施

第五节 接地装置的腐蚀及防腐措施研究

第六节 接地网防腐工程中的阴极保护设计

第七章　降阻剂应用研究

第一节 降阻剂的降阴机理

第二节 降阻剂的分类和应用

第三节 降阻剂的选择

第四节 高效膨润土降阻防腐剂

第五节 GPF-94高效膨润土降阻防腐剂及工程应用

第六节 接地降阻剂应用及存在的问题

第八章　接地装置的改造

第一节 输电线路杆塔接地装置存在问题分析及处理

第二节 发电厂、变电所接地网存在问题

第三节 发电厂、变电所接地装置改造

第四节 大中型接地网降阻措施工程分析

第五节 变电站接地装置改造工程实例

第九章　接地装置试验

参考文献