雷擊電動汽車充電站地電位升分析與計算-論文投-文庫吧
2025-05-18 12:09 本頁面
【正文】 流通過接地體 ZL流入二次電纜的屏蔽層，從而通過轉移阻抗 Zf對電纜芯線產生耦合。而電纜芯線上產生的干擾信號與電纜電壓、電流相疊加。電纜連接的二次設備存在可承受的干擾信號的最大值，當干擾電壓、電流的幅值超過該最大值后，就會影響二次 設備的正常使用，甚至會對二次設備造成損壞，從而造成干擾事故。同時地網存在地電位差，該電位差較大時會形成較大的跨步電壓和接觸電壓，很容易造成人員傷亡 [11]。 在雙端接地方式下，二次電纜的兩端接地點之間會產生共模干擾電壓。感應出的共模干擾存在微小差異，并且信號回路阻抗不同，由于存在的差異和不同使共模電壓轉換為差模電壓，并對芯線產生干擾。 Zf 屏蔽電纜 Zf ZL UAB ZL ZAB C A B 圖 2 地網電位升對二次電網干擾示意圖 2 雷擊電動汽車充電站接地網建模方法 CDEGS 軟件 可計算在正常運行時、故障條件下、雷擊情況下，以及操作暫態(tài)條件下，任意由地上或地下的帶電導體所組成網絡中的電流和電磁場。 充電站接地網建模 本文以某中型充電站為例，面積約為 1600 平方米 ， 充電站內設置有若干臺充電機。 利用 CDEGS軟件中的 HIFREQ 模塊建立了包括棚架在內的完整接地體，考慮了不同土壤電阻率、不同雷擊位置、不同接地體結構等三個方面內容。通過施以幅值為 1 的沖擊雷電流 （ 1 為基準量 ， 對應 10kA） ，后續(xù)用 MATLAB 軟件進行變成，對 CDEGS 中運算結果 文件進行讀取，并施以標準雷電流，從而求出棚架下方 17 段 接地體中間點在雷擊條件下的感應電壓分布情況。 電動汽車充電站防雷與接地的要求如下： 在建筑物樓頂，棚架頂部埋設避雷帶，預防直擊雷。屋頂、棚架頂避雷帶的敷設采用 Φ12 鍍鋅圓鋼在屋面組成不大于 10m*10m 或 12m*8m 的網格，并用 50*5 扁鋼沿墻或柱多點引下（間距不超過 18m）。避雷帶應在容易遭受雷擊的位置敷設。屋角、屋脊、屋檐和檐角等這些地方都是易受雷擊點。充電機主接地網以水平接地 體為主，輔以垂直接地極，水平接地體采用 50*5 熱鍍鋅扁鋼。為了限制接地網的接地電阻大小，在站內地網四個角和中心位置深鉆接地極。接地材料必須通過熱穩(wěn)定校驗，在此過程中要考慮到腐蝕因素的影響，接地電阻不可以超過 4Ω 。 本文在參數設置上如下：頻率范圍為 0~1000000Hz，在絕大部分位置以 10000Hz 為間隔（起始頻率為 0Hz、 50Hz、 5000Hz、 10000Hz），共選取 103 個頻點；用幅值為 1的雷電流對此充電站進行雷擊實驗，得到棚架下方 17 段接地體中 間 點 的 感應電壓 幅值。 首先，應建立完整的充電站 模型，包含棚架和接地網。如圖 3 所示。 圖 3 充電站接地網模型圖 其中，上層部分為棚架，其高度距離地面為 ，大小尺寸為 18m*27m，有四個柱子引下接入接地網。地下部分的接地網埋設深度為 ，大小尺寸為 *36m，完全覆蓋棚架范圍。水平地網則按照要求采用 50*5 熱鍍鋅扁鋼，并設置了長度為 的垂直接地極，以及長度為 10m的四角深鉆接地極和中央深鉆接地極。 充電站的結構類似加油站，充電機都是放置在棚架的下方。 故本文 僅考慮棚架下方的 1~17號接地體作 為研究對象，編號如圖 4 所示，分析其感應電壓的情況。 圖 4 導體編號圖 接地體的接地電阻可以用式（ 1）來表示 [12]： (1)
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