斜置接地体接地电阻计算及斜置角度的优选.pdf

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吉林电力
第34卷第6期(总第187期)
ilin Electric Power
Wol. 34 No 6(Ser. No 187)
斜置接地体接地电阻计算及斜置角度的优选
Grounding Resistance Calculation of Gradient Grounding Electrode
and Optimization of Gradient
王晓辉',程海新2,张小青
(1.北京交通大学,北京100044;2.安阳塑化股分有限公司,河南安阳455133)
摘要:在计算单根斜置接地体接地电阻的基础上,通过理论推导,计算出了4根斜置接地体的接地电阻公式,并
对斜置的接地体的接地角度进行了优选,得出总接地电阻值最小的情况下,接地体所倾斜的角度为4时降阻效果
最优
关键词:斜置接地体;接地电阻;平均电位法
Abstract: (n the basis of calculation of grounding resistance about one piece gradient grounding electrode. the
formula of grounding resistance about four pieces of gradient grounding electrodes is derived in this paper. The
gradient angle is optimized and the gradient angle 45 in the situation of minimal total grounding resistance is
optimal
Keywords: gradient grounding electrode; grounding resistance: average potential
中图分类号:TM862
文献标识码:A
文章编号:1009-5306(2006)06-0023-02
随着城市规模的不断扩大,在城市中心负荷密
集区建设变电所势在必行。由于城区内变电所占地
RI
cos 8 Ttan 8)+r
面积的限制,以水平接地网为主的接地系统已不适
将d=de
代人上式,并对x由0到L积分得
用;以垂直接地体为主的接地系统又因棒间距离太
到P点处的电位:
近,棒间互相屏蔽,利用系数很低。采用斜置接地体
こrSIn
既有效地扩大变电所地下接地部分的面积,同时可
Are atsn rcos 6
有效提高利用系数。本文根据平均电位法推导出单
+rsin 0
根接地体的简易算法,并对斜置角度提出建议。推导
Tcos
出的计算方法与文献值比较,证明其降阻的有效
由于导体是等势体,取各点电位平均值:
性和计算方法的正确。
1单根斜置接地体的电阻
假设散流时导体上的电荷主要集中在导体的轴
线上,并沿轴线均匀分布,电荷密度为入。如图1所
Vin. y
示,设导体倾斜的角度为O,N点的元电荷dl在任
一点P处产生的电位为
do=dd
4xe尺
式中:P点到N点的距离R1为:
图1单根斜置接地体图
收稿日期:2006-06-2
作者简介:王晓辉(1982-),女,硕士研究生,现从事接地系统电气特性的研究
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2006年12月
吉林电
Dec 2006
第34巻第6期(总第187期)
Jilin Electric Power
Vol 34 No6(Ser. No 187)
根据电容的定ッで?可以得到单根接地体式,8an2
2π lcos
1
(2
COS
rcos
的电容值:
sin 0. arsinh
Dcos日
tan t:
Q
2π ESCOS
3) 2sin d. arsinh(tan 0)sin 0. arsinh(
In(
√2Dcos6
根据静电场与恒定电场的相似比拟性可知、在-a』)+2ーV2osー2V3+22sin0
者边界条件相同时,电容与电阻之间存在如下关y3-2y2sin8
系:RC=ep。
得出单根斜置长接地体的接地电阻为:
这样,4根斜置接地体与水平地网并联的总电
(4)
阻R:为
R。R1
图2给出了单根斜置接地体接地电阻值与倾斜
角度的关系
其中:R为斜置接地体电阻;R为水平地网电阻。
P
R
4()
图2单根斜量接地体接地电阻与倾斜角度的关系曲线
图34根斜置接地体图
4根斜置接地体的总电阻
3变电站地网总电阻
4根斜置接地体如图3所示。同样利用平均电
由于其相互屏蔽作用的影响,组合接地装置的
位法,先求导体2在导体1上产生的电位
接地电阻要比斜置长接地体与水平地网并联值
R1=V(xー2)2+(D+(2ーx)tanの
大,二者之间相差一个利用系数7。通过数值回归
分析,我们得到该利用系数是倾斜角的函数:
mel,
sin? arsinh(tan)+1+
I'cos20
Lcos 0
=-0.637
+0.225
sin 6. arsinh(Taax p+tan 0)-v2
(5)
同理可求导体3和4的在1处产生的电位:
因此,组合接地装置的接地电阻可以利用下式
、=、2
计算得到
2xeEーsin? arsinh(tanO)+1+
R
sin 0. arsinh(
v2Deos∥Ntan)
对于文献〔3中的变电站,其面积为50m×
50m,水平地网的电阻R=0.9532,土壤电阻率
3+22sin9
3-2√2sinB
100·m。在其四角斜置4根长50m,直径20nm
因此,4根斜接地体并联后总的接地电阻为
(下转第35页)