雷擊電動(dòng)汽車(chē)充電站地電位升分析與計(jì)算-論文投-文庫(kù)吧
2025-05-18 12:09 本頁(yè)面
【正文】 流通過(guò)接地體 ZL流入二次電纜的屏蔽層，從而通過(guò)轉(zhuǎn)移阻抗 Zf對(duì)電纜芯線(xiàn)產(chǎn)生耦合。而電纜芯線(xiàn)上產(chǎn)生的干擾信號(hào)與電纜電壓、電流相疊加。電纜連接的二次設(shè)備存在可承受的干擾信號(hào)的最大值，當(dāng)干擾電壓、電流的幅值超過(guò)該最大值后，就會(huì)影響二次 設(shè)備的正常使用，甚至?xí)?duì)二次設(shè)備造成損壞，從而造成干擾事故。同時(shí)地網(wǎng)存在地電位差，該電位差較大時(shí)會(huì)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(diǎn)之間會(huì)產(chǎn)生共模干擾電壓。感應(yīng)出的共模干擾存在微小差異，并且信號(hào)回路阻抗不同，由于存在的差異和不同使共模電壓轉(zhuǎn)換為差模電壓，并對(duì)芯線(xiàn)產(chǎn)生干擾。 Zf 屏蔽電纜 Zf ZL UAB ZL ZAB C A B 圖 2 地網(wǎng)電位升對(duì)二次電網(wǎng)干擾示意圖 2 雷擊電動(dòng)汽車(chē)充電站接地網(wǎng)建模方法 CDEGS 軟件 可計(jì)算在正常運(yùn)行時(shí)、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(dǎo)體所組成網(wǎng)絡(luò)中的電流和電磁場(chǎng)。 充電站接地網(wǎng)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(nèi)設(shè)置有若干臺(tái)充電機(jī)。 利用 CDEGS軟件中的 HIFREQ 模塊建立了包括棚架在內(nèi)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(jié)構(gòu)等三個(gè)方面內(nèi)容。通過(guò)施以幅值為 1 的沖擊雷電流 （ 1 為基準(zhǔn)量 ， 對(duì)應(yīng) 10kA） ，后續(xù)用 MATLAB 軟件進(jìn)行變成，對(duì) CDEGS 中運(yùn)算結(jié)果 文件進(jìn)行讀取，并施以標(biāo)準(zhǔn)雷電流，從而求出棚架下方 17 段 接地體中間點(diǎn)在雷擊條件下的感應(yīng)電壓分布情況。 電動(dòng)汽車(chē)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(shè)避雷帶，預(yù)防直擊雷。屋頂、棚架頂避雷帶的敷設(shè)采用 Φ12 鍍鋅圓鋼在屋面組成不大于 10m*10m 或 12m*8m 的網(wǎng)格，并用 50*5 扁鋼沿墻或柱多點(diǎn)引下（間距不超過(guò) 18m）。避雷帶應(yīng)在容易遭受雷擊的位置敷設(shè)。屋角、屋脊、屋檐和檐角等這些地方都是易受雷擊點(diǎn)。充電機(jī)主接地網(wǎng)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(wǎng)的接地電阻大小，在站內(nèi)地網(wǎng)四個(gè)角和中心位置深鉆接地極。接地材料必須通過(guò)熱穩(wěn)定校驗(yàn)，在此過(guò)程中要考慮到腐蝕因素的影響，接地電阻不可以超過(guò) 4Ω 。 本文在參數(shù)設(shè)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(gè)頻點(diǎn)；用幅值為 1的雷電流對(duì)此充電站進(jìn)行雷擊實(shí)驗(yàn)，得到棚架下方 17 段接地體中 間 點(diǎn) 的 感應(yīng)電壓 幅值。 首先，應(yīng)建立完整的充電站 模型，包含棚架和接地網(wǎng)。如圖 3 所示。 圖 3 充電站接地網(wǎng)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(gè)柱子引下接入接地網(wǎng)。地下部分的接地網(wǎng)埋設(shè)深度為 ，大小尺寸為 *36m，完全覆蓋棚架范圍。水平地網(wǎng)則按照要求采用 50*5 熱鍍鋅扁鋼，并設(shè)置了長(zhǎng)度為 的垂直接地極，以及長(zhǎng)度為 10m的四角深鉆接地極和中央深鉆接地極。 充電站的結(jié)構(gòu)類(lèi)似加油站，充電機(jī)都是放置在棚架的下方。 故本文 僅考慮棚架下方的 1~17號(hào)接地體作 為研究對(duì)象，編號(hào)如圖 4 所示，分析其感應(yīng)電壓的情況。 圖 4 導(dǎo)體編號(hào)圖 接地體的接地電阻可以用式（ 1）來(lái)表示 [12]： (1)
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