接地極電流溢散特性及對(duì)接地極腐蝕的影響研究.pdf

1、在電力系統(tǒng)中，接地極埋設(shè)于土壤，用于入地電流的溢散，保障電網(wǎng)和電氣設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。相較于普通埋設(shè)于土壤的管線而言，接地極長(zhǎng)期處于中性點(diǎn)不平衡入地電流或者高壓輸電線等在土壤中感應(yīng)的電場(chǎng)環(huán)境中，有電流直接通過(guò)其表面向大地流散。接地極上所承載的入地電流密度較大，對(duì)接地極在土壤環(huán)境中的電化學(xué)腐蝕產(chǎn)生重要影響。若腐蝕嚴(yán)重，造成電流溢散不通暢，接地電阻增大，運(yùn)行中滿足不了熱穩(wěn)定性要求，在發(fā)生短路故障或雷擊時(shí)，地電位升高，高壓竄入二次回路，往往造

2、成事故擴(kuò)大。因此，建立接地極電流溢散及腐蝕模型，研究接地極注入不同特性電流對(duì)其腐蝕的影響，對(duì)接地極在不同特性入地電流下的腐蝕程度預(yù)測(cè)及評(píng)估具有重要意義。
　　針對(duì)接地極電流溢散特性及對(duì)接地極腐蝕的影響問(wèn)題，本文分別建立了單根接地極在均勻土壤中的電流溢散模型、腐蝕模型，并在電流溢散模型與腐蝕模型的基礎(chǔ)上，研究了不同特性的入地電流對(duì)接地極腐蝕的影響。主要工作如下：
　　首先，應(yīng)用配點(diǎn)法建立了水平接地極、垂直接地極、傾斜接地極在無(wú)

3、限大土壤中電流溢散理論模型，并在考慮接地極埋深影響下，建立了半無(wú)限大土壤中的電流溢散理論模型；選取水平接地極為代表進(jìn)行了理論模型算例分析；搭建了無(wú)限大、半無(wú)限大土壤中的水平接地極電流溢散二維仿真模型，進(jìn)行了理論模型的正確性驗(yàn)證以及適用性分析。結(jié)合實(shí)際情況，建立了半無(wú)限大土壤中含有引下線的水平接地極電流溢散二維、三維仿真模型，并進(jìn)行了仿真分析。最后，研究了入地電流幅值及頻率對(duì)水平接地極電氣特性的影響。
　　其次，根據(jù)土壤導(dǎo)電機(jī)理是否

4、考慮物質(zhì)的擴(kuò)散效應(yīng)，圍繞接地極腐蝕，分別建立了不考慮物質(zhì)擴(kuò)散效應(yīng)的簡(jiǎn)化腐蝕模型和考慮物質(zhì)擴(kuò)散效應(yīng)的精細(xì)化腐蝕模型。在不考慮物質(zhì)擴(kuò)散效應(yīng)的腐蝕模型中，以土壤等效電導(dǎo)率表征土壤的導(dǎo)電特性，進(jìn)行了腐蝕電位、電流、變形量以及土壤電導(dǎo)率對(duì)接地極腐蝕的影響分析。在考慮詳細(xì)傳質(zhì)過(guò)程及平衡反應(yīng)的基礎(chǔ)上，建立了考慮物質(zhì)擴(kuò)散效應(yīng)的精細(xì)化腐蝕模型，并進(jìn)行了腐蝕電位、電流、變形量的仿真分析，研究了Fe(OH)2沉積與否對(duì)腐蝕進(jìn)程的影響。
　　最后，在建立