摘 要

在日常配电网运行中，架空配电线路易遭雷击使得导线断线，导致供电中断，影响了电力系统的可靠性，甚至可能造成安全问题与事故。作为户外架空配电线路防雷工程的重要一环，杆塔接地装置的设计、敷设与相关特性的研究有着重要现实意义。

论文对10kV架空配电线路接地装置特性进行了研究，以土壤电阻率与接地阻抗的分析为研究重点，使用加拿大安全工程技术公司的CDEGS软件对杆塔接地装置进行了建模，通过改变相关参数的设定进行仿真，以此分析接地装置模型的降阻方式与效率，总结了CDEGS关于接地装置设置的注意项，并结合实际情况提出合适的接地装置模型。

最后根据现阶段接地装置发展情况，对10kV架空配电线路的防雷措施与接地装置的改进提出了建议，并对未来可能发展方向做出了合理分析。

关键词：接地；接地装置；CDEGS；土壤电阻率；接地阻抗

ABSTRACT

During the daily operation of distribution network, the conductor of overhead lines susceptible to lightning, which would make the line break down, and result in the power system interruption. This phenomenon affects the reliability of the power system, and may even cause security problems and accidents. As an important part of the lightning protection project of outdoor aerial distribution line, the design, construction and related characteristics about the tower grounding device have important practical significance.

In this paper, the characteristics of grounding device of 10kV overhead distribution line are studied. Based on the analysis of soil resistivity and ground impedance, the software, CDEGS, which is created by Canada SES, is used to model the tower grounding device. The simulation is carried out by changing the relevant parameters, to analyze the reduction and efficiency of the grounding device model, and sum the attention items of CDEGS on the grounding device. An appropriate grounding conductor model is put up according to the actual situation.

Finally, according to the development of the grounding device at present, this paper puts forward some suggestions on the improvement of lightning protection measures and grounding device of 10kV overhead distribution lines, and makes a reasonable analysis of the future development direction.

Key Words: Grounding; Grounding device; CDEGS; Soil resistivity; Ground impedance

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景和意义 1

1.2 国外接地技术的发展 2

1.3 国内接地技术的发展及问题 3

1.4 本文的研究内容 4

第2章 10kV架空配电线路的防雷接地 5

2.1 雷电流与防雷保护综述 5

2.2 接地的分类 7

2.3 架空配电线路的杆塔接地与防雷保护 7

2.3.1 10kV架空配电线路与杆塔接地装置 7

2.3.2 架空线路的防雷保护参数 8

2.4 接地电阻概述 9

2.4.1 接地电阻的分类 9

2.4.2 接地电阻的计算公式 10

2.4.3 接地电阻的测量方法 11

2.5 本章小结 12

第3章 接地装置相关简介 13

3.1 接地装置的材料与腐蚀问题 13

3.1.1 金属接地材料与防腐蚀 13

3.1.2 新型复合接地材料与防腐蚀 14

3.1.3 接地装置的腐蚀监测与诊断 14

3.2 接地装置的降阻措施 15

3.2.1 常规降阻技术 15

3.2.2 新型降阻技术 15

3.3 接地装置的敷设与施工 16

3.4 本章小结 17

第4章 接地装置的CDEGS仿真研究 18

4.1 仿真软件简介 18

4.2 土壤电阻率的仿真 19

4.3 工频/直流（稳态）接地电阻的仿真 20

4.3.1 仿真步骤与说明 20

4.3.2 仿真基本设置 22

4.3.3 仿真参数 22

4.3.4 仿真结果分析 25

4.4 冲击接地电阻的仿真 27

4.4.1 仿真步骤与说明 27

4.4.2 仿真基本设置 29

4.4.3 仿真波形 29

4.4.4 仿真结果分析 30

4.5 本章小结 30

第5章 接地装置的优化设计 32

5.1 优化思路 32

5.2 优化模型的仿真 32

5.3 杆塔接地装置实际优化降阻分析 33

5.4 本章小结 34

第6章 总结与展望 35

6.1 总结 35

6.2 展望 35

参考文献 37

致 谢 39

绪论

研究背景和意义

接地，即将被保护设备与大地用金属导体相连，使被保护设备的电位限制为零，并将吸引的雷电泄散到大地中去。

接地体又称接地极，通常情况下由金属制成，且与大地土壤直接接触，使电气设备与大地进行电气联系。接地装置如图1.1，接地网如图1.2。