周利軍，梅誠(chéng)，古維富，陳斯翔

(1. 西南交通大學(xué) 電氣工程學(xué)院，四川 成都 611756；2. 廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司佛山供電局，廣東 佛山 528000)

輸電線路的防雷設(shè)計(jì)是決定架空輸電線路可靠性與穩(wěn)定性的一個(gè)至關(guān)重要的因素。國(guó)內(nèi)外的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和研究分析表明，輸電線路桿塔接地裝置的沖擊接地電阻嚴(yán)重影響著線路的防雷效果。在強(qiáng)雷暴天氣頻發(fā)的地區(qū)，接地系統(tǒng)的沖擊接地電阻過(guò)高會(huì)嚴(yán)重危及系統(tǒng)和人身安全[1]。已有研究表明，長(zhǎng)垂直接地極能有效降低桿塔接地系統(tǒng)的沖擊接地電阻。然而由于多根垂直接地極間的屏蔽效應(yīng)尚未量化，長(zhǎng)垂直接地極的長(zhǎng)度優(yōu)化設(shè)計(jì)亟待研究。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)各種形式地網(wǎng)及接地裝置的沖擊降阻措施進(jìn)行了大量的研究。接地裝置沖擊降阻特性的研究主要利用數(shù)值計(jì)算與模擬試驗(yàn)兩種手段。其中，數(shù)值計(jì)算主要是基于有限元方法，通過(guò)邊界條件的控制計(jì)算得到?jīng)_擊電流向土壤流散時(shí)復(fù)雜的暫態(tài)過(guò)程以及沖擊系數(shù)。模擬試驗(yàn)操作簡(jiǎn)便，基于量綱相似判據(jù)[2-3]，能有效模擬大型接地裝置的沖擊特性以及電流分布情況。文獻(xiàn)[4]基于數(shù)值計(jì)算對(duì)單根垂直接地極在均勻土壤產(chǎn)生凍土前、后的接地電阻值進(jìn)行建模計(jì)算，其實(shí)質(zhì)就是研究垂直接地極在水平雙層土壤結(jié)構(gòu)中接地電阻的變化規(guī)律，研究表明垂直接地極對(duì)于所在土壤存在下層電阻率低的接地系統(tǒng)尤其有效。文獻(xiàn)[5-9]采用時(shí)域差分思想和多物理場(chǎng)有限元分析相結(jié)合的方法，以單根水平接地極和添加短導(dǎo)體后的水平接地極為研究對(duì)象，從屏蔽效應(yīng)強(qiáng)弱的角度分析多種結(jié)構(gòu)接地極的沖擊特性，研究表明在放射狀伸長(zhǎng)接地極上添加短導(dǎo)體能夠提高中間段導(dǎo)體的散流效率，減小沖擊接地電阻。文獻(xiàn)[10-11]研究了土壤電離效應(yīng)對(duì)沖擊接地電阻及地表電位的影響，同時(shí)通過(guò)模擬試驗(yàn)驗(yàn)證了編制的有限元計(jì)算程序，研究表明考慮了土壤電離效應(yīng)計(jì)算得到的地表電位明顯低于未考慮時(shí)的地表電位，要得到真實(shí)的沖擊特性需要考慮土壤的非線性特性。文獻(xiàn)[12-13]應(yīng)用工程實(shí)例驗(yàn)證了長(zhǎng)垂直接地極對(duì)降低地網(wǎng)接地電阻的效果，且認(rèn)為在發(fā)、變電站接地網(wǎng)增加垂直接地極時(shí)，既要考慮實(shí)際的降阻效果，又要正確考慮垂直接地極利用系數(shù)的大小，才能達(dá)到最佳效果。文獻(xiàn)[14-16]對(duì)簡(jiǎn)單垂直接地極和并聯(lián)布置的多根垂直接地極的沖擊特性和散流分布不均勻性進(jìn)行分析，研究表明垂直接地極長(zhǎng)度和數(shù)量增加導(dǎo)致電極利用率降低，須兼顧長(zhǎng)度及根數(shù)變化規(guī)律。

本文針對(duì)輸電桿塔TB型接地裝置采用長(zhǎng)垂直接地極的降阻效果進(jìn)行分析，對(duì)長(zhǎng)垂直接地極最優(yōu)長(zhǎng)度進(jìn)行定量計(jì)算，同時(shí)對(duì)其影響因素進(jìn)行分析，最后通過(guò)模擬試驗(yàn)及軟件仿真計(jì)算對(duì)垂直接地極長(zhǎng)度及布置方式的優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證。

1 垂直接地極沖擊散流規(guī)律

1.1 仿真模型的建立

本文對(duì)某500 kV輸電桿塔TB型接地裝置進(jìn)行建模仿真，如圖1所示。接地導(dǎo)體材料使用直徑14 mm圓鋼；矩形接地框尺寸為12 m×12 m，埋深0.8 m；垂直接地極長(zhǎng)度為10 m；土壤采用均勻土壤。注入2.6 μs/50 μs標(biāo)準(zhǔn)雷電流波，對(duì)桿塔接地裝置建模仿真。

圖1 TB型接地裝置結(jié)構(gòu)Fig. 1 Structure of TB grounding device

1.2 導(dǎo)體段泄漏電流分布

采用第1.1節(jié)桿塔接地裝置模型，將接地導(dǎo)體分段，每1 m為1段。因?yàn)檎麄€(gè)裝置對(duì)稱分布，在研究接地裝置沖擊泄漏電流分布時(shí)，可只觀察矩形接地框一條邊及相鄰垂直接地導(dǎo)體的沖擊泄漏電流分布情況。接地裝置導(dǎo)體分段及編號(hào)情況如圖2所示。

圖2 接地裝置導(dǎo)體分段及編號(hào)Fig. 2 Grounding conductor section and numbers

注入2.5 kA標(biāo)準(zhǔn)雷電流，土壤電阻率為100 Ω·m，垂直接地導(dǎo)體長(zhǎng)度分別為10 m、20 m時(shí)，各導(dǎo)體段的沖擊泄漏電流如圖3所示。由圖3可知，矩形接地框與垂直接地極連接處的沖擊泄漏電流最小，說(shuō)明該接地裝置連接部位的散流能力較弱；矩形接地框4根導(dǎo)體段中部的沖擊泄漏電流較兩端大，散流能力相對(duì)較強(qiáng)；垂直接地極上沖擊泄漏電流的最大值出現(xiàn)在垂直接地極的末端；垂直接地導(dǎo)體長(zhǎng)度為20 m時(shí)，相比垂直接地導(dǎo)體長(zhǎng)度為10 m的情況，各導(dǎo)體段的沖擊泄漏電流趨近均勻。計(jì)算得到4根10 m長(zhǎng)的垂直接地極總的沖擊泄漏電流占注入電流的55.3%，4根20 m長(zhǎng)的垂直接地極總的沖擊泄漏電流占注入電流的75.6%，說(shuō)明桿塔接地裝置增加垂直接地極后將雷電流引入地下的效果明顯。

圖3 垂直接地導(dǎo)體長(zhǎng)度分別為10 m、20 m時(shí)，各導(dǎo)體段 的沖擊泄漏電流Fig. 3 Impulse leakage current of each grounding conductor segment as length of vertical grounding conductor is respectively 10 m and 20 m

2 垂直接地極最優(yōu)長(zhǎng)度研究

2.1 確定最優(yōu)垂直導(dǎo)體長(zhǎng)度的依據(jù)

由接地極的沖擊特性知，高頻沖擊電流的作用使接地極電感效應(yīng)非常強(qiáng)，沖擊電流沿垂直接地極向下流散的阻力會(huì)越來(lái)越強(qiáng)，直到接近最優(yōu)長(zhǎng)度時(shí)電流基本不再向遠(yuǎn)端流去。針對(duì)長(zhǎng)垂直接地極，為了能找到?jīng)_擊電流向下方流散能力最弱的位置，本文采用一種短屏蔽方法，即把長(zhǎng)垂直接地極中長(zhǎng)度為0.5 m的某段導(dǎo)體用絕緣漆包裹，使被絕緣的該段導(dǎo)體失去徑向電流流通路徑，只能沿軸向流散。20 m長(zhǎng)的垂直接地導(dǎo)體分為20段，每段長(zhǎng)度為1 m，編號(hào)13—32，每段再分為a、b兩段，編號(hào)分別為13a、13b、14a、14b、…、32a、32b，如圖4所示。在導(dǎo)體上沿13a至32b逐段進(jìn)行短屏蔽，以確定長(zhǎng)垂直接地極最優(yōu)長(zhǎng)度。

圖4 導(dǎo)體短屏蔽方式Fig. 4 Short shielding mode of conductor

采用短屏蔽方法確定長(zhǎng)垂直接地極最優(yōu)長(zhǎng)度前，先要研究屏蔽0.5 m導(dǎo)體段對(duì)整體裝置散流的影響。圖5對(duì)比了垂直接地導(dǎo)體段無(wú)屏蔽、首端13a號(hào)導(dǎo)體屏蔽、末端32b號(hào)導(dǎo)體屏蔽時(shí)的各段導(dǎo)體沖擊泄漏電流分布，可以看出13a號(hào)導(dǎo)體表面被短屏蔽后，整個(gè)13號(hào)導(dǎo)體段的沖擊泄漏電流為10.8 A，由13b導(dǎo)體表面徑向散流。12號(hào)與14號(hào)導(dǎo)體段的徑向散流增加約1 A，短屏蔽方法會(huì)影響鄰近1～2 m導(dǎo)體段的沖擊泄漏電流，對(duì)接地裝置整體散流分布影響不大。

圖5 短屏蔽對(duì)各導(dǎo)體段沖擊泄漏電流的影響Fig. 5 Influence of short shielding on impulse leakage current

土壤電阻率為100 Ω·m時(shí)，取垂直接地導(dǎo)體長(zhǎng)度為20 m、30 m、40 m來(lái)研究短屏蔽對(duì)不同長(zhǎng)度垂直接地導(dǎo)體沖擊接地電阻的影響，表1給出了3種長(zhǎng)度垂直接地導(dǎo)體在無(wú)屏蔽、首端短屏蔽、末端短屏蔽時(shí)的沖擊接地電阻。在垂直接地導(dǎo)體無(wú)短屏蔽時(shí)，隨著接地裝置垂直接地導(dǎo)體長(zhǎng)度的增加，沖擊接地電阻基本不變，這是垂直接地導(dǎo)體超過(guò)最優(yōu)長(zhǎng)度導(dǎo)致。首端短屏蔽相對(duì)無(wú)屏蔽時(shí)沖擊接地電阻增大，且增大程度比末端短屏蔽時(shí)更明顯。這是因?yàn)榫匦谓拥乜蚺c垂直接地導(dǎo)體交點(diǎn)處的沖擊泄漏電阻較大，在首端增加短屏蔽后該處更難散流，因此沖擊接地電阻增大，該散流抑制效果隨著垂直接地導(dǎo)體長(zhǎng)度增加而減弱。

表1 短屏蔽對(duì)不同長(zhǎng)度垂直接地導(dǎo)體沖擊接地電阻的影響
Tab.1 Influence of short shield on impulse grounding impedance of vertical grounding conductor

接地導(dǎo)體長(zhǎng)度/m無(wú)短屏蔽時(shí)沖擊接地電阻/Ω首端短屏蔽時(shí)沖擊接地電阻/Ω末端短屏蔽時(shí)沖擊接地電阻/Ω202.162.662.58302.132.742.67402.122.782.73

對(duì)于20 m長(zhǎng)垂直接地導(dǎo)體，將20b導(dǎo)體短屏蔽，整個(gè)裝置沖擊接地電阻變?yōu)?.19 Ω，其值低于首端短屏蔽時(shí)的值，說(shuō)明在接近最優(yōu)長(zhǎng)度時(shí)，沖擊接地電阻值最小。因此，基于短屏蔽方法計(jì)算得到最小沖擊接地電阻值時(shí)，短屏蔽位置上方至垂直導(dǎo)體首端的長(zhǎng)度定義為該土壤電阻率和該布置方式下的垂直接地導(dǎo)體最優(yōu)長(zhǎng)度。

2.2 確定最優(yōu)垂直導(dǎo)體長(zhǎng)度的具體方法

在CDEGS中構(gòu)建如圖1所示的輸電桿塔TB型接地裝置模型。接地導(dǎo)體材料使用直徑14 mm圓鋼；矩形接地框尺寸為12 m×12 m，埋深為0.8 m；垂直接地導(dǎo)體長(zhǎng)度為20 m。注入2.6 μs/50 μs標(biāo)準(zhǔn)雷電流波，從13a至32b號(hào)導(dǎo)體逐段進(jìn)行短屏蔽，每次短屏蔽計(jì)算一次沖擊接地電阻，找到對(duì)應(yīng)沖擊接地電阻最小值時(shí)屏蔽段上方至導(dǎo)體首端長(zhǎng)度，即為該接地裝置垂直接地導(dǎo)體的最優(yōu)長(zhǎng)度。表2給出了該模型在不同土壤電阻率下的最優(yōu)垂直導(dǎo)體長(zhǎng)度。土壤電阻率為1 000 Ω·m時(shí)，接地裝置整體的沖擊接地電阻已達(dá)到16.38 Ω，此時(shí)繼續(xù)提高土壤電阻率意義不大。

表2 不同土壤電阻率下垂直接地導(dǎo)體最優(yōu)長(zhǎng)度
Tab.2 Optimum length of vertical grounding conductor under different soil resistivity

土壤電阻率/(Ω·m)垂直導(dǎo)體原始長(zhǎng)度/m最優(yōu)長(zhǎng)度/m50207.570208.5100209.5200201230030165003020700302210003024

對(duì)表2數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合可得到TB型接地裝置垂直導(dǎo)體最優(yōu)長(zhǎng)度le與土壤電阻率ρ之間的分段函數(shù)表達(dá)式為

(1)

土壤電阻率越大，最優(yōu)長(zhǎng)度le越長(zhǎng)，這是因?yàn)橥寥赖碾娮杪试酱?，垂直接地?dǎo)體的徑向散流受阻，沖擊電流更多的流向末端，增大了最優(yōu)長(zhǎng)度。

2.3 有效性分析

實(shí)際施工大多根據(jù)接地設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)范對(duì)垂直接地導(dǎo)體的長(zhǎng)度進(jìn)行限定及實(shí)施。例如GB 50065—2011《交流電氣裝置的接地設(shè)計(jì)規(guī)范》中建議根據(jù)水平接地網(wǎng)接地電阻的大小和實(shí)際的降阻要求以及地質(zhì)結(jié)構(gòu)來(lái)確定垂直接地導(dǎo)體的根數(shù)及實(shí)際長(zhǎng)度；清華大學(xué)學(xué)者何金良和曾嶸所著的《電力系統(tǒng)接地技術(shù)》給出了單根垂直接地導(dǎo)體的最優(yōu)長(zhǎng)度計(jì)算公式為

(2)

式中：Im為雷電流幅值，kA；τ為雷電流波前時(shí)間，μs。

式(2)說(shuō)明，本研究中雷電流幅值為2.5 kA、波前時(shí)間為2.6 μs時(shí)，垂直接地導(dǎo)體最優(yōu)長(zhǎng)度隨土壤電阻率的增大而增大，與式(1)一致。不同的是，由于接地裝置采用多根垂直接地導(dǎo)體時(shí)的最優(yōu)長(zhǎng)度暫時(shí)沒(méi)有明確的計(jì)算方式，只能依據(jù)單根垂直接地導(dǎo)體最優(yōu)長(zhǎng)度估計(jì)。根據(jù)研究，多根垂直接地導(dǎo)體并聯(lián)時(shí)會(huì)有明顯的屏蔽效應(yīng)，從而減小最優(yōu)長(zhǎng)度，造成了接地材料浪費(fèi)。

例如，土壤電阻率為400 Ω·m時(shí)，對(duì)于矩形接地框?yàn)?2 m×12 m的TB型接地裝置，由式(1)計(jì)算得到的最優(yōu)長(zhǎng)度約為18 m，4根接地導(dǎo)體總的最優(yōu)長(zhǎng)度為72 m，4根垂直接地導(dǎo)體布置下的沖擊接地電阻為8.80 Ω。由式(2)計(jì)算得到的單根垂直接地導(dǎo)體最優(yōu)長(zhǎng)度為48 m。若采用單根垂直接地導(dǎo)體，雖然接地材料節(jié)省，但是沖擊接地電阻為12.04 Ω；采用2根垂直接地導(dǎo)體布置，需要96 m接地材料，且2根布置下沖擊接地電阻為9.60 Ω；4根布置下沖擊接地電阻雖為7.20 Ω，但是需要192 m接地材料，產(chǎn)生了嚴(yán)重浪費(fèi)。因此，接地裝置使用垂直接地極時(shí)，有必要考慮多根垂直接地導(dǎo)體間的屏蔽效應(yīng)。

3 垂直接地導(dǎo)體優(yōu)化布置方式

由第2節(jié)最優(yōu)長(zhǎng)度計(jì)算公式知，土壤電阻率為500 Ω·m時(shí)，垂直接地導(dǎo)體最優(yōu)總長(zhǎng)為80 m。取總長(zhǎng)度32 m、56 m、64 m、80 m、96 m、128 m、160 m，分別計(jì)算布置4根垂直導(dǎo)體和8根垂直導(dǎo)體(如圖6所示)時(shí)的沖擊接地電阻，結(jié)果如圖7所示。

圖6 8根垂直接地導(dǎo)體布置方式Fig. 6 Arrangement patterns of eight vertical grounding conductors

圖7 矩形接地框尺寸為12 m×12 m時(shí)的沖擊接地電阻Fig. 7 Impulse grounding resistance as size of rectangle grounding frame is 12×12 m

由圖7可知，在垂直接地導(dǎo)體總長(zhǎng)度一定的情況下，當(dāng)垂直接地導(dǎo)體總長(zhǎng)度小于132 m時(shí)，4根垂直導(dǎo)體時(shí)的沖擊接地電阻小于8根垂直導(dǎo)體時(shí)的沖擊接地電阻。垂直接地導(dǎo)體總長(zhǎng)度為80～132 m時(shí)，此時(shí)4根垂直導(dǎo)體已經(jīng)達(dá)到最優(yōu)散流長(zhǎng)度，沖擊接地電阻小于8根垂直導(dǎo)體布置的主要原因是8根垂直導(dǎo)體相鄰間距為6 m，屏蔽效應(yīng)抑制散流，導(dǎo)致沖擊接地電阻較高。但是在垂直接地導(dǎo)體總長(zhǎng)度為160 m時(shí)，8根垂直導(dǎo)體布置時(shí)的沖擊接地電阻小于4根布置時(shí)的沖擊接地電阻。

對(duì)TB型接地裝置矩形接地框尺寸為18 m×18 m和24 m×24 m兩種情況進(jìn)行上述仿真計(jì)算，垂直導(dǎo)體長(zhǎng)度設(shè)定見(jiàn)表3，土壤電阻率取 500 Ω·m，計(jì)算結(jié)果如圖8、圖9所示。其中4根垂直導(dǎo)體布置時(shí)，通過(guò)短屏蔽方法得到矩形接地框尺寸為18 m×18 m時(shí)的單根最優(yōu)長(zhǎng)度為23.5 m，矩形接地框尺寸為24 m×24 m時(shí)的單根最優(yōu)長(zhǎng)度為28 m。

表3 垂直導(dǎo)體長(zhǎng)度設(shè)定
Tab.3 Vertical conductor length setting

18 m×18 m矩形接地框24 m×24 m矩形接地框4根布置時(shí)單根長(zhǎng)度/m8根布置時(shí)單根長(zhǎng)度/m4根布置時(shí)單根長(zhǎng)度/m8根布置時(shí)單根長(zhǎng)度/m1471261681682010241223.511.752814281436183618402040204422

圖9 矩形接地框尺寸為24 m×24 m時(shí)的沖擊接地電阻Fig. 9 Impulse grounding resistance as size of rectangle grounding frame is 24×24 m

由圖8和圖9可以得出，矩形接地框尺寸為18 m×18 m時(shí)，布置4根垂直導(dǎo)體的沖擊接地電阻小于布置8根垂直導(dǎo)體的沖擊接地電阻時(shí)的垂直導(dǎo)體總長(zhǎng)度臨界值為120 m，大于總的最優(yōu)長(zhǎng)度(94 m)；矩形接地框尺寸為24 m×24 m時(shí)，該臨界值為116 m，與總的最優(yōu)長(zhǎng)度(112 m)相近。說(shuō)明矩形接地框尺寸為24 m×24 m時(shí)，在垂直接地導(dǎo)體未達(dá)到總的最優(yōu)長(zhǎng)度情況下，延長(zhǎng)單根垂直接地導(dǎo)體長(zhǎng)度比增加垂直導(dǎo)體數(shù)量的沖擊降阻效果更好。

通過(guò)對(duì)上述3種不同尺寸TB型接地裝置最優(yōu)布置方式的研究，得出的結(jié)論是：當(dāng)接地裝置尺寸較小時(shí)，由于屏蔽效應(yīng)強(qiáng)，延長(zhǎng)單根垂直接地導(dǎo)體長(zhǎng)度的沖擊降阻效果比增加垂直接地導(dǎo)體數(shù)量好。當(dāng)接地裝置尺寸較大時(shí)，如矩形接地框尺寸為 24 m×24 m的TB型接地裝置，在總的最優(yōu)長(zhǎng)度內(nèi)，延長(zhǎng)單根垂直接地導(dǎo)體長(zhǎng)度效果較好；超過(guò)總的最優(yōu)長(zhǎng)度時(shí)，反之。

4 優(yōu)化布置的試驗(yàn)驗(yàn)證

為了驗(yàn)證第3節(jié)所得結(jié)論的正確性，在220 kV順都甲線79號(hào)桿塔所在場(chǎng)地進(jìn)行了垂直接地極的沖擊試驗(yàn)，試驗(yàn)原理如圖10所示。桿塔接地裝置為12 m×12 m矩形接地框，埋深為0.8 m。為了模擬真實(shí)雷電散流情況，以接地裝置為中心，設(shè)置了半徑約30 m的金屬回流環(huán)，金屬回流環(huán)為接地編織銅線，每隔10 m打入回流電極，回流電極打入深度為0.8 m。為了獲得足夠的容量，用柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)行充電。沖擊電流通過(guò)銅排注入接地裝置，銅排用絕緣子支撐，避免接觸地面。試驗(yàn)時(shí)，通過(guò)電阻分壓器及高精度Rogowski線圈測(cè)得沖擊電流下的接地裝置對(duì)地電位升和注入電流。其中，電阻分壓器的分壓比為1 000∶1；羅氏線圈為PEARSON 101型，測(cè)量頻率范圍為0.25 Hz～ 4 MHz，靈敏度為0.01，最大可測(cè)沖擊電流峰值為50 kA。沖擊接地電阻通過(guò)接地裝置的最大對(duì)地電位升和注入的沖擊電流峰值計(jì)算得到。為了獲得較為準(zhǔn)確的沖擊接地電阻，通過(guò)調(diào)整金屬回流環(huán)的大小[17-21]，對(duì)比仿真模型理論計(jì)算值，若測(cè)量值與理論值接近，則近似認(rèn)為測(cè)量值為真實(shí)的沖擊接地電阻。

1—高壓電流互感器；2—沖擊電流發(fā)生裝置；3—分壓器；4—電壓參考極。圖10 試驗(yàn)原理Fig. 10 Experiment principle

采用ETCR3000B土壤電阻率測(cè)試儀測(cè)得試驗(yàn)場(chǎng)地的土壤電阻率為116 Ω·m。通過(guò)第2.2節(jié)最優(yōu)長(zhǎng)度計(jì)算公式得到該土壤電阻率下布置4根垂直導(dǎo)體時(shí)單根最優(yōu)長(zhǎng)度約為10 m，總的最優(yōu)長(zhǎng)度為40 m。試驗(yàn)時(shí)通過(guò)調(diào)整放電回路中的調(diào)波電阻與調(diào)波電感，注入幅值為2.5 kA、波形為2.6 μs/50 μs的沖擊電流。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 試驗(yàn)結(jié)果
Tab.4 Test result

垂直接地導(dǎo)體根數(shù)單根垂直接地導(dǎo)體長(zhǎng)度/m試驗(yàn)次數(shù)沖擊接地電阻均值/Ω41043.321643.082042.928543.68843.121042.88

由表4可知，12 m×12 m矩形接地框垂直接地導(dǎo)體總長(zhǎng)度為40 m時(shí)，延長(zhǎng)原有4根垂直接地導(dǎo)體長(zhǎng)度的沖擊降阻效果比8根垂直接地導(dǎo)體好；總長(zhǎng)度為64 m時(shí)，4根垂直接地導(dǎo)體布置的沖擊降阻效果與8根垂直接地導(dǎo)體布置相當(dāng)；總長(zhǎng)度為80 m時(shí)，8根垂直接地導(dǎo)體布置的沖擊降阻效果比延長(zhǎng)原有4根垂直接地導(dǎo)體長(zhǎng)度好。該結(jié)論與與第3節(jié)得出的結(jié)論相同。

5 結(jié)論

a)對(duì)接地裝置各導(dǎo)體段沖擊泄漏電流分布的研究發(fā)現(xiàn)：接地裝置與垂直接地導(dǎo)體連接部位的散流能力相對(duì)較弱；垂直接地導(dǎo)體越長(zhǎng)，接地裝置上沖擊泄漏電流分布越均勻。

b)設(shè)計(jì)了一種絕緣短屏蔽的方法，用以確定接地裝置垂直接地導(dǎo)體的最優(yōu)長(zhǎng)度。通過(guò)計(jì)算不同土壤電阻率下垂直接地導(dǎo)體最優(yōu)長(zhǎng)度，擬合了TB型接地裝置垂直接地導(dǎo)體最優(yōu)長(zhǎng)度隨土壤電阻率變化關(guān)系式。土壤電阻率越大，最優(yōu)長(zhǎng)度越長(zhǎng)。

c)通過(guò)對(duì)3種不同尺寸TB型接地裝置的垂直接地導(dǎo)體最優(yōu)布置方式的研究可知：當(dāng)接地裝置矩形框邊長(zhǎng)大于24 m時(shí)，在垂直接地導(dǎo)體總的最優(yōu)長(zhǎng)度內(nèi)，延長(zhǎng)原有4根垂直接地導(dǎo)體長(zhǎng)度的沖擊降阻效果好；超過(guò)總的最優(yōu)長(zhǎng)度時(shí)，采用8根垂直接地導(dǎo)體的降阻效果較好。當(dāng)接地裝置矩形框邊長(zhǎng)小于24 m時(shí)，4根垂直導(dǎo)體布置的沖擊降阻效果優(yōu)于8根垂直導(dǎo)體布置的沖擊降阻效果。