冲击接地电阻.ppt

第一页，共三十页，2022年，8月28日 3.1 冲击接地电阻的物理意义 冲击电流或雷电流通过接地体流向大地时，接地体呈现的电阻叫冲击接地电阻。 冲击电流的幅值可能很大，会引起土壤放电，而且冲击电流的等效频率又比工频高得多。 当冲击电流进入接地体时，会引起一系列复杂的过渡过程。 第二页，共三十页，2022年，8月28日 为了使冲击接地电阻Rch有一明确的定义，通常令 由于Um和Im出现的时刻可能不同，所以Rch并无实际上的物理意义（因电感作用，冲击电压幅值Um一般出现在电流幅值Im之前），但是这一定义在工程上使用很方便，因为我们感兴趣的是在一定的Im下接地体上的最大电压Um是多少，而这在 Rch已知的条件下马上可以算出来。 在某些情况下，为了数字处理，有时也把在雷流波头时刻（t=2.6μs）接地体呈现的电阻作为冲击接地电阻，而对于某一特定t值的冲击接地电阻将加以说明。 第三页，共三十页，2022年，8月28日 冲击效应 冲击效应包括土壤的放电效应和接地体的分布参数效应。 1. 土壤放电效应 土壤中的电场强度 式中：E 是土壤中的电场强度 ? 是土壤电阻率 J 是土壤中的电流密度 如果土壤中的电场强度很高，也会使土壤击穿。 （土壤也有击穿强度） 在土壤击穿区域，土壤的电阻率变得很小，导电性能增强， 相当于接地体的横截面增大。 第四页，共三十页，2022年，8月28日 第五页，共三十页，2022年，8月28日 2. 接地体的分布参数效应 雷电流波头很陡，等值频率很高，较长接地体在泄散雷电流时， 它不仅具有电阻参数，还有电感和电容参数，并且沿接地体长度 方向分布存在。 第六页，共三十页，2022年，8月28日 强大的冲击电流流入土壤后会形成很强的电场，使土壤发生强烈的局部放电现象。 一般土壤由于是不均匀媒质，所以其耐压强度只有8．5kV／cm左右 实验表明：当单根水平接地体的电位为1000kV时，火花放电区域的直径可达70cm。 土中形成的强烈放电可使土壤的等值电阻率大为减小，也可以认为ρ不变，但接地体的等值直径已大为增加，所以此时接地体的冲击接地电阻将比工频接地电阻小 第七页，共三十页，2022年，8月28日 冲击系数α 冲击接地电阻Rch与工频接地电阻Rg的比值，称为接地体的冲击系数α。 对集中接地体来说， α一般小于1，但对长度很大的延长接地体来说，由于其电感效应， α也可能大于1。 α值一般由实验方法求得 第八页，共三十页，2022年，8月28日 在缺乏准确数据时，集中的人工接地体或自然接地体的冲击系数。可按下式计算 I——冲击电流幅值．kA； ρ——土壤电阻率，kΩ·m l——垂直或水平接地体的长度或环形闭合接地体的直径．或方形闭合接地体的边长，m； β,m——与接地体形状有关的系数，对垂直接地体有 β＝0.9，m=0.8 ,对水平及闭合接地体有β=2.2，m＝0.9。 第九页，共三十页，2022年，8月28日 冲击接地电阻Rch为 Rch= αRg 由n根接地体并联形成的复合接地体的冲击接地电阻Rchn，也可由各个接地体的冲击接地电阻Rch与冲击利用系数ηch求得，即 式中的ηch一般取为工频利用系数η的90%，但拉线棒拉线盘间，以及铁塔的各基础间应取η的70%。 第十页，共三十页，2022年，8月28日 各种接地体的冲击系数 第十一页，共三十页，2022年，8月28日 第十二页，共三十页，2022年，8月28日 冲击电流通过接地体散流的特性 (1)由于冲击电流相当于高频电流的情形，因此，除接地体的电阻外，接地体的电感和电容均对冲击阻抗发生作用。其作用的大小，决定于接地体的形状、冲击电流的波形幅值以及地的电气参数ρ和εr (2) 当接地体表面的电流密度达到某一数值时，会产生火花放电现象，其结果相当于接地体的直径加大 第十三页，共三十页，2022年，8月28日 (3) 高频电流的集肤效应。（ 当ρ为100-500Ω·m时，大约在距地面20-50m范围内流动） (4)大地的两个电性能参数ρ和εr ,特别是在高频的情况下，并非像工频那样可以近似为常数，而是在很大程度的往减小的方向变化 (5)接地体周围的电场强度达到某一数值时，电压和电流不再是线性关系，而是表现为非线性 第十四页，共三十页，2022年，8月28日 3.2 水平接地体上的波过程 当大地电阻率ρ为10000Ω·m ，冲击电流的波头时间为2.6μs，地的相对介电系数ε为4—15时，传导电流和位移电流之比K＝2.34—0.624。 大地既是导体又是电介质。由于电感、电容的存在．水平接地体的冲