考虑钢体自电阻率的圆环接地极馈电引流方式的优化布置.pdfVIP

中国电机工程学会高压专委会2007 年学术年会论文集 考虑钢体自电阻率的圆环接地极馈电引流方 式的优化布置 1 2 2 1 杜忠东 ，王建武 ，文习山 ，刘熙 1 国网武汉高压研究院 2 武汉大学 摘要 馈电电缆用来连接导流线和馈电元件，是接地极导流系统的主要部件，其作用是将巨大的直流电流均 匀分配给各个接地体，不同馈电电缆引流方式对接地极性能有不可忽略的影响。文章设计了几种不同的直流 接地极馈电引流方式，然后基于吸收边界条件的一维有限元和三维有限元耦合法，在考虑接地极钢体自身电 阻率的情况下，对各种引流方式的电气性能进行了计算研究，同时做了经济方面的横向比较，得出了对实际 工程具有参考价值的推荐意见。 关键词 直流接地极；引流电缆；接地电阻；跨步电压；温升 地极，可以十分方便地考虑土壤结构、电阻 1 引言 率、馈电电缆入流点因素等对接地特性的影 [7] 响 。此处，因直流电流场属于开域问题， 当直流系统以单极大地回路方式运行 常规有限元法这样的内域基函数插值法很难 时，将有数千安培的直流电流经接地极流入 直接在无限大解域中应用，因此用一假设的 大地，导致极址大地电位升高，出现跨步电 [1~5] 虚拟边界条件将接地极电流场包围起来，边 压、土壤发热、电极被电腐蚀等新问题 。 界内的场用一维有限元与三维有限元耦合法 降低接地电阻，减小跨步电压成为当前接地 [8]求解，边界场用三维矢量场的吸收边界条 工作的首要任务。而作为接地极设计的重要 件法求解。 一环，接地极的馈电电缆引流方式对接地极 [6] 接地极统一采用双圆环布置，内外直径 性能有不可忽略的影响 ，设计要求将强大 分别为 500m 和 700m，接地极埋深 3.5m， 的直流电流尽量均匀地分配给接地极，使直 均匀土壤模型，土壤电阻率为200 .m ，焦 流电流在周围土壤的电动力和热动力承受范 炭截面边长为1m，接地极截面直径50mm， 围内安全高效地流入大地。但馈电电缆的工 电阻率为1.7×10－7 .m 。 作环境恶劣，常常受到高温、高应力和长期 腐蚀的作用，且价格昂贵。如何在满足接地 3 馈电电缆数量的影响 极技术性要求的情况下减少馈电引流方面的 投资还需要进一步研究。目前国内尚无公开 对于圆环接地极来说，接地极钢体自身 发表的关于馈电引流方式优化布置的文献， 也有电阻率，环体存在电位差，这就意味着 本文以目前高压直流工程中得到广泛应用的 沿