接地極電流溢散特性及對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)定運行。相較于普通埋設(shè)于土壤的管線而言，接地極長期處于中性點不平衡入地電流或者高壓輸電線等在土壤中感應(yīng)的電場環(huán)境中，有電流直接通過其表面向大地流散。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，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其腐蝕的影響，對接地極在不同特性入地電流下的腐蝕程度預(yù)測及評估具有重要意義。
　　針對接地極電流溢散特性及對接地極腐蝕的影響問題，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接地極腐蝕的影響。主要工作如下：
　　首先，應(yīng)用配點法建立了水平接地極、垂直接地極、傾斜接地極在無

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；搭建了無限大、半無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證以及適用性分析。結(jié)合實際情況，建立了半無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)率對接地極腐蝕的影響分析。在考慮詳細(xì)傳質(zhì)過程及平衡反應(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沉積與否對腐蝕進(jìn)程的影響。
　　最后，在建立