高压直流接地极单极运行时地表电位与入地电流分布研究

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高压直流输电因其输送容量大、输电损耗小、节约线路走廊等优势,广泛的被应用于电力系统远距离、高电压、大容量的输电工程当中。而在直流系统未完全建成或者调试、检修、发生故障的情形下,高压直流输电系统将以单极大地回路的方式运行。在此过程中,强大的入地电流会通过接地极极址流通到大地当中,此时地表会呈现一定的电位分布,如若该数值过大将危及附近人和动物的安全。此外周边交流输电线路杆塔接地体当中由于电位差的原因也会流通直流电流,此直流电流会对相关杆塔接地体产生腐蚀。  本文详细分析了高压直流接地极地中电流场分布的规律及原理,探讨了不同模型下电位分布的计算公式。利用专业接地分析软件CDEGS来模拟分析地表电位分布的影响因素,基于实际工程土壤简化模型,分别建立了水平分层、垂直分层以及接地极极环自身参数等模型。逐个分析相关参数具体对地表电位分布的影响,比较了跨步电压在水平分层以及垂直分层下的分布规律。分析发现跨步电压最大值出现在外环附近,并沿环外逐渐递减。另外,地表电位分布在5000m范围内受首层电阻率及厚度影响较大。基于此为指导工程实际提供理论依据。  高压直流接地极在单极或者双极不平衡运行时,周边金属设施埋设物及输电线路杆塔接地体都会不同程度受接地极入地电流的影响。根据西南地区某接地极工程实况,对现场实测与仿真计算的结果进行分析对比,根据公式计算渔大线与黄仁线两条输电线路的腐蚀量。进而分析入地电流在杆塔接地体当中的分布规律。计算结果表明:中层土壤电阻率越大或者杆塔接地电阻越小,流过杆塔的直流电流值就越大。针对电流腐蚀规律,提出相应的防腐措施。
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