【摘 要】
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通过模拟试验获得了直流输电系统垂直接地极在均匀土壤、双层土壤、包含焦炭的均匀土壤和包含焦炭的双层土壤4种情况下的温升规律,并建立有限元模型进行了仿真对比分析.结果
【机 构】
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武汉大学电气与自动化学院,湖北武汉,430072;南方电网科学研究院,广东广州,510080
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通过模拟试验获得了直流输电系统垂直接地极在均匀土壤、双层土壤、包含焦炭的均匀土壤和包含焦炭的双层土壤4种情况下的温升规律,并建立有限元模型进行了仿真对比分析.结果表明:垂直接地极在均匀土壤中由于端部效应端部发热严重;在双层土壤中由于上层土壤电阻率高,导致电极顶端温升减小,底端温升进一步增大,试验结束时顶端和底端温差很大;在试验后期电极的温度迅速上升,结合接地极电压迅速上升的现象分析,认为是接地极附近的土壤因温度升高、水分逐渐蒸发、电阻率迅速增大所致;距离接地极12 cm处的土壤温升几乎为0,温升集中在接地极附近是因为土壤的导热系数比较小,在试验的有限时间里接地极产生的热量难以传递到较远位置;填充焦炭等效于增加接地极的半径,能显著降低垂直接地极的温升速率;增加土壤的导热系数能够降低接地极的温升速率和稳态温度,将土壤的导热系数从1 W/(m·℃)增加到10 W/(m·℃),2次试验的最大温升分别降低了25℃和32℃.因此对接地极进行填充焦炭处理和采用导热系数大的土壤是降低接地极温升的直接有效方法.
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