[发明专利]一种降低冲击接地阻抗的方法及非等径接地装置

说明书

本发明涉及高压电技术领域，公开一种降低冲击接地阻抗的方法及非等径接地装置。本发明提供的降低冲击接地阻抗的方法，结合预设算法能够方便快捷地计算得出满足杆塔冲击接地阻抗要求的非等径接地装置的尺寸设计方案，提高非等径接地装置的设计效率。同时非等径接地装置的设计计算过程不受设计人员的主观影响，计算结果更准确可靠。本发明提供的非等径接地装置，能够有效降低杆塔的冲击接地阻抗，提高输电线路的安全性。相比于现有技术中的等径接地装置而言，本发明的非等径接地装置包括一体成型且同轴设置的第一导体、第二导体和第三导体，且第一导体、第二导体和第三导体的半径依次减小，能够节省接地装置加工制备的原材料，降低制造成本。

技术领域

本发明涉及高电压技术领域，尤其涉及一种降低冲击接地阻抗的方法及非等径接地装置。

背景技术

输电线路是电力系统的重要组成部分，雷击输电线路引起的故障是输电线路故障的首要原因。接地装置是杆塔雷电防护的重要设施，其散流性能直接影响杆塔的抗雷击能力。接地装置的冲击接地阻抗越低，意味着雷电流可以更容易地释放到大地，从而确保杆塔设备和人员的安全。因此，接地装置的冲击接地阻抗是输电线路防雷需要考虑的重要参数之一，降低接地装置冲击接地阻抗是改善杆塔防雷击效果，保护输电线路的最为有效的措施，对电力系统的安全运行起着十分重要的作用。

目前，在对杆塔的接地装置进行设计施工时，通常采用不断增加接地装置的接地极长度的方法来降低冲击接地阻抗，但是，由于雷电流的频率远高于电源频率，导致接地极的电感效应明显增强。受电感效应的影响，接地极中的冲击电流很难向末端流动，大部分的电流都会在注入点附近流入大地。因此，不断增加接地极的长度虽然能降低接地装置的工频接地阻抗，但是并不能有效地降低冲击接地阻抗。当不符合设计要求(即杆塔的冲击接地阻抗大于极限值)时，一般会根据经验加大接地极的半径和长度直至满足要求。这种根据经验设计和施工的方法显然不能够适应当前输电线路的投运和施工现状，存在很多缺点。比如接地极选取较小的半径和长度时，需要多次重复设计计算才能得出满足要求的设计方案，计算过程繁琐，效率低。若接地极直接选取较大的半径和长度时，虽然能很快得到设计方案，但该设计方案的接地极的半径和长度较大，因此加工所需的原材料增多，制造成本高。并且，现有的接地装置的设计主要依靠经验，缺乏理论支持，设计过程易受设计人员的主观影响。

发明内容

基于以上问题，本发明的一个目的在于提供一种降低冲击接地阻抗的方法，能够方便快捷地计算得出满足要求的非等径接地装置的尺寸设计方案，提高设计计算效率。

本发明的另一个目的在于提供一种降低冲击接地阻抗的非等径接地装置，能够有效降低杆塔的冲击接地阻抗，同时节省接地装置加工制备的原材料，降低制造成本。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，提供一种降低冲击接地阻抗的方法，包括以下步骤：

S1、获取杆塔所在地区的土壤参数，建立土壤模型，根据杆塔参数和非等径接地装置参数建立杆塔模型和非等径接地装置模型；

S2、基于土壤模型、杆塔模型和非等径接地装置模型，设定杆塔的冲击接地阻抗限值Z_max，并给定非等径接地装置模型的初始参数；

S3、根据预设算法获得非等径接地装置的M种尺寸组合方式，设x为非等径接地装置的第x种尺寸组合方式，其中1≤x≤M；

S4、获得第x冲击接地阻抗值Z_x，并将获得的第x冲击接地阻抗值Z_x与杆塔的冲击接地阻抗限值Z_max进行比较；

S5、当Z_x小于等于Z_max时，第x冲击接地阻抗值Z_x对应的非等径接地装置的第x尺寸组合方式即为目标结果；

当Z_x大于Z_max时，将x加1并重新执行S4至S5步骤；