接地网地面电位分布计算分析

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1、第33卷第3期四川电力技术Vo1．33。No．32010年6月SichuanElectricPowerTechnologyJun．。2010接地网地面电位分布计算分析李欣，龙辉，戴玉松，李建明。(1．西华大学电气信息学院，四川成都610039；2．四川省电力公司资阳公司，四川资阳600021；3．四川电力试验研究院，四川成都610072)摘要：利用编写的软件计算分析恒定电流通过变电站接地网时地面的电位分布与电位梯度分布，分析接地网的跨步电压和接触电压。关键词：接地网；电位分布；跨步电压；接触电压Abstract：Usingtheeditedsoftware，

2、thepotentialdistributionandpotentialgradientdistributionofearthsurfacewhenconstantcur-rentflowingthroughgrounddofsubstationarecalculatedandanalyzed．ThestepvoltageandcontaCtvoltagearealso8IlaIyzed．Keywords：groundgTid；potentialdistribution；stepvoltage；contactvoltage中图分类号：TM751文献标志码：A

3、文章编号：1003—6954(2010)03—0056—02过去认为接地网的接地电阻越小就越安全，测量电流时地表的电位分布进行计算，计算出地网的接地评估一个接地网的安全时，常常看接地电阻是否满足电阻及由不同值、l，值和代表电位值的z值组成的要求即可。实际上，接地电阻与安全的关系并不简电位分布矩阵，并把计算结果通过ORIGIN软件进行单。接地电阻比较低的接地网，在某些情况下也可能分析，能够比较清晰的看到整个地网地表的电位分存在危险。安全与不安全主要是指发生接地故障时，布，而不像以前多是看见地表上一条线的电位分布。接地网流人大地的电流是否在地网内部及周围，或者同

4、时可以看到地网不同步长情况下电位梯度的分布。在构筑物或接地设备构架与附近地面之间产生危险的电位差，以及是否对一次或二次设备发生反击，产1计算原理生危害。因此，电位分布和电位梯度对分析接地网的安全性是十分重要的。设恒定电流，由接地极网分散泄流流人大地，土变电站接地网的接地参数由于受到接地网形状壤电阻率为P，以无穷远处为电位参考点。边界条和大地结构等因素的影响，很难得到解析解。从件：VI=C，式中c为常数。1972年以来，国内外学者对接地系统接地参数的数把地网分为n段，设在第i段上的电流为，由值计算进行了大量的研究，并将各种数值计算方法应叠加定理可得到通过地网泄

5、漏的电流，在P点产生用到了接地参数的计算中，如模拟电荷法、边界元法、的电位：：∑R。有限元法、矩量法和有限差分法等。在结合各种接地同时设，为第段施加单位电流源时在第i段网数值计算方法的基础上，编写了能用于复杂形状接上产生的电压，在此定义为互电阻，用R表示；当=_『地网的软件。时，为自电阻。上式变为：根据边界条件，设电极电此前有许多文章主要针对不同土壤电阻率，不同位为，则：尺一=0再加上，=可得矩阵：土壤层的接地电阻计算。在电位分布计算方面，由于电击事故的主要类型可分为接触电击、跨步电击和转R／一=B，式中，移电击这三类。之前的文章多为研究接触电击的情，=[，

6、⋯，，]A=[1，1，⋯，1，0]况，计算出接触电位差。由于通过计算可知，一个网尺ll1格电压最低点在网格中心点，所以之前的计算大多是R=计算网格中心点和节点的电位。1几2主要介绍采用自开发的软件对接地网通过恒定11．56·第33卷第3期四川电力技术Vo1．33，No32010年6月SichuanElectricPowerTechnologyJun．，2010B=[0，0，⋯⋯，0，，]格中心点电位最低。但为了更准确的了解高电位点根据接地电阻的定义，即接地电阻为接地体的电在地网的位置，可以用ORIGIN画出由亮度表示电位位与流过接地体的电流之比，即高低的电位

7、分布平面图，如图4。其中亮度越高的地R=Vc／I方代表电位越高，亮度越低的地方代表电位越低。由当两段导线间距离远大于导线长度时，可把图可看到亮度高的地方主要集中于地网中心的节点导线作为点源处理。当距离近时可取导线两端和中处，代表这地网中心的节点电位最高。亮度在网格的点这三点，分别求解后再取平均值，以此求出尺将中心处比周围都低，代表网格中心处的电位比较低。R代入矩阵就可求得和，l。最高电位与最低电位的大致位置可以从图中得到，然求解尺时i导线距P点距离远大于i导线长度后在之前图2的数据矩阵中就可以得到最高电压值，时，把导线作为点源处理。距离近时可将导线分为m最低

8、电压值及代表各自位置的坐标。其中通过最低电压可以求得