任意形状复合接地VIP专享VIP免费

fl、’广西电力建设科技信息1999年第4期(总89期)任意形状复合接地网接地电阻的计算王洪泽TH1sT门86Z(广西电力工业局南宁市53~023)摘要我国电力行业标准(交流电气装置的接地)给出了任意形状接地网的接地电阻计算公式。从原理上看，它只适用于计算水平接地网(无垂直接地援)的接地电阻。此文吼该公式为基本数学模型，引人修正系数，并通过计算机数值模拟，归纳出任意形状复合接地同(有垂懿⋯式关键词：垂直接地援接地网接地电阻计算公式1引言我国1998年实施的电力行业标准‘交流电气装置的接地)所推荐的任意形状接地网的接地电阻计算公式如下[1】：凡=1c，-o-z足=0_2l3嚣(1++矗(一5s)1B=——————：——1+4．6√S式中疋——任意形状边缘闭合接地网的接地电阻，n：匝——等值(即等面积、等水平接地极总长度)方形接地网的接地电阻，n：p——土壤电阻率，t'l，m：s——接地网的总面积，m2：d——冰平接地板的直径或等效直径，m^——水平接地极的埋没深度，m：——水平接地网的外缘边线总长度，m厶9——冰平接地极的总长度，ITI。式(1)是以文献2给出的公式为基准，加入形状修正系数∞而得出的u3．。文献2推导凡公式的假设条件是：无垂直接地极，亦郎Re公式只适用于计算水平接地网的接地电阻。因此，从原理上说，公式(1)也只B适用于水平接地网(无垂直接地极)的场合。当以水平接地极为主而垂直接地极总长度所占水平接地极总长度的比例很小时，亦即垂直接地极对降低接地网接地电阻的作用很小时，用式(1)近似地计算复合接地网的接地电阻也是可以的。但是，随着电气设备的小型化和城市中心高压变电站的发展，由于征地困难，变电站可占用的面积也越来越小，靠水平接地网达到所要求的接地电阻值比较困难．且限于环境又很难施行引外接地以降低接地电阻。因此，设计人员力图加长垂直接地极以降低接地电阻、接地电位、接触电位差和跨步电位差。在这种情况下用公式(1)计算复合】维普资讯http://www.cqvip.com1999年第4期(总89期)广西电力建设科技信息接地网的接地电阻就会产生很大的计算误差。2拓展的公式我们的任务是拓展公式(1)的适用范围。在式(1)的基础上，我们从物理概念出发，引入修正系数，并应用计算机数值模拟，归纳出任意形状复合接地网的接地电阻计算公式：=1(2)(3-0．2)等=詈(1+8)+(如一5B)：———1+4．64S式中——任意形状边缘闭合的复合接地网的接地电阻，n：．——等值(即等面积、等水平接地极总长度)方形复合接地网的接地电阻，n_P——土壤电阻率，n·：s——水平接地网的总面积，：d——水平接地极的直径或等效直径，m：^——水平接地极的埋没深度，m：L0——水平接地网的外缘边线总长度，m：￡——接地极的总长度，m：L=L6+Lc：——水平接地极的总长度，m：￡——垂直接地极的总长度，m：——对L的比值：k：VL：——单根垂直接地极的平均长度，m。当l=0即水平接地网时，因=0，则有L=Ls，故有k=1。在这种情况下．公式(2)导向公式(1)。须指出：严格地说，￡的表达式应为L4J：L=L+aiLti+cn其中，和Lee分别为接地网内部和外缘边线上的垂直接地极总长度；和为相应的电流密度系数。这里，我们取==l。即假设水平和垂直接地极的电流密度相同。3公式(2)的验证计算举例应当指出：在以下的计算中，当用式(1)计算复合接地网的接地电阻时，都按文献5的方法，用“厶+”取代式(1)中的。其中为垂直接地极的总长度。这样处理才不会过分夸大式(1)的计算误差。3．1与矩量法数值计算结果比较图1复合接地网的参数：=20m×20m，厶=120m，d=0．02m，h=0．5m：垂直接地极：l=10m，dn=0．02m，总根数n0：4～9根．p=100Y~·m田fa)田田田【b)(c)(d1图1复台接地网Y·L·Chow等人用矩量法数值计算程序对图1的复合接地阿的接地电阻作了计算_6_，结果列人表1中。我们用公式(1)和(2)计算的接地电阻值也列人表1中。表1图1复合接地网的接地电阻注：R值引自文献6。从表1可见：式(1)的计算误差为18．4％～29．4％；式(2)的计算误差为1．0％一7．91％。维普资讯http://www.cqvip.com广西电力建设科技信息1999年第4期(总89期)顺便指出：当l10=0亦即l=0时，图l变为水平接地网。文献6用矩量法求出的接地电阻=2．55n。我...