研究接地模塊降阻特性的實驗成果

研究接地模塊降阻特性的實驗成果
　　國內外針對接地模塊以及降阻劑的研究成果包括：美國有關單位在"國家接地研究計劃"中對一種降阻劑(GEM)進行了降阻效果的長期測試；導出了估算降阻劑效果的理論公式，指出降阻劑對中型以上地網的工頻接地電阻的降阻作用不大；對降阻劑進行了降阻特性和腐蝕性的現場試驗，發現部分降阻劑對金屬接地體存在一定的腐蝕作用。
　　定了接地模塊對降低桿塔接地裝置的工頻接地電阻和沖擊接地電阻所取得的良好效果。但是，上述研究尚未解決以下幾個關鍵的問題：第一，前述研究缺乏理論計算與現場數據的互相驗證；第二，針對滲透型接地模塊的研究尚處于空白狀態；第三，缺乏接地模塊對接地網的降阻率及其耐腐蝕性等方面性能的科學分析。因此，本文通過實驗與仿真，從上述3個問題開展進一步的研究。基于以上目的，本文首先對接地模塊的降阻特性實驗進行簡介，然后分類進行實驗結果分析和仿真計算，最后簡介其腐蝕現象，得出結論。
　　一、接地模塊降阻特性的實驗方案及其過程
　　1實驗場地的布置
　　實驗場地位于北京地區，地形平坦開闊，平均土壤電阻率ρ在30～100Ψ·m之間。場地布置需要考慮如下因素：首先，應適當選擇接地體之間的距離，避免鄰近接地體對實驗接地體周圍的土壤特性及接地電阻測量結果產生干擾，綜合考慮后，各接地體間距選擇在5～7m之間。其次，應提供足夠的空間來測量接地電阻和土壤電阻率，因此將接地體布置在場地的四周，中間留出較大空地以便測量。最后，為排除不同時間的測量中由人為誤差造成的數據失準，本實驗將測量路線和測量點位置固定不變。綜合以上考慮，實驗場地布置，其中，在場地中間放置的接地體可作為其余接地體的電流極。
　　2實驗方案的設計
　　實驗所選的接地體規格及埋設方式，其中，埋設常規接地體一方面可用來測量土壤電阻率，另一方面可作為參照來分析其余接地體的降阻特性；埋設接地模塊與扁鋼的組合接地體，其目的在于驗證計算模型，同時觀察其腐蝕現象。
　　3實驗過程簡介
　　本實驗在2009年10月完成場地布置，從2009年10月底開始測量，至2010年4月底結束，整個周期跨越秋、冬、春3季。其中2010年2月份因場地積雪而未測量，其余時間的測量間隔約為10～15d。共測量16次，這里選取其中較為完整可靠的13組數據進行分析。
　　二、接地模塊廠家對接地模塊降阻特性實驗結果分析
　　實驗數據的直接分析
　　非滲透型接地模塊的分析對象包括接地模塊、接地模塊與扁鋼的組合接地體、純石墨棒與扁鋼的組合接地體、直接打入地下的角鋼。
　　可見，對于來自不同廠家的非滲透型接地模塊，其自身接地電阻都呈現與角鋼類似的變化規律；而與扁鋼相連使用后，其整體接地電阻的變化幅度會增大，這是因為埋入的扁鋼部分更易受到季節因素和接觸狀況的影響；另外，經調研可知多數接地模塊含有石墨成分，由本組實驗可見，純石墨的降阻特性與各接地模塊基本一致。
　　滲透型接地模塊的分析對象包括接地模塊、接地模塊與扁鋼的組合接地體、直接打入地下的角鋼，比較結果。角鋼的接地電阻會隨冬季的來臨而上升，而滲透型接地模塊的接地電阻則隨冬季的來臨呈現緩慢下降的趨勢。其中對于扁鋼與滲透型接地模塊構成的接地體，由于離子滲透降阻作用僅限于局部，使得接地體周圍大部分土壤的電阻率并未減小，所以其接地電阻的變化比單個接地模塊要小。
　　以上多組曲線的接地電阻之所以呈現先升后降，或者在測量中期降阻趨勢放緩的現象，是由于整個測量周期經歷"秋季-冬季-春季"，季節因素對接地電阻的影響顯著。
　　從各個接地模塊與角鋼的接地電阻實測值來看，由于角鋼是直接打入地中，因此其接地電阻比埋入的接地模塊要小，而且土壤電阻率區域分布存在一定差異，往往難以直接得到較為理想的數據，因此這里的實測數據雖然具有一定程度的參考價值，但是精確的比較結果還需要更多的實驗來統計。這里可以通過數據的修正處理，進行接地體降阻規律的定量分析。
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