雷擊電動汽車充電站地電位升分析與計算-論文投(已修改)
2025-06-23 12:09 本頁面
【正文】 雷擊電動汽車充電站地電位升分析與計算 陳涵；雷興；金歆怡；盛煒；石天宇 摘要 ： 充電站 是集中對電動汽車進行充電的場所，其建設及維護成本均非常高，這使得充電站的安全性顯得尤為重要 。充電 站雷擊保護 是其 重要 的 安全防護 措施 ， 本文以某中型充電站為對象，深入研究和解決電動汽車充電站在遭受雷擊時地電位的變化情況。 本文 利用 CDEGS 軟件對充電站進行建模， 模擬 在不同土壤電阻率、不同雷擊位置以及不同接地網(wǎng)結(jié)構(gòu)下遭受雷擊時地網(wǎng)電位升的情況，并分析各個因素的影響情況；最后 根據(jù)現(xiàn)場 實際情況提出 了 一些可行性措施。 關(guān)鍵詞： 充電站；接地網(wǎng)；雷擊；感應電壓 0 引言 雷擊變電站 有 大量而又詳實的 研究 ，而目前 國內(nèi)外 鮮少有文獻研究雷擊充電站的情況 。 充電站和變電站無論在接地網(wǎng)結(jié)構(gòu)，還是在二次設備的敏感性方面都有非常大的相似之處。對變電站二次設備的防雷保護的研究最早是從電磁兼容的角度出發(fā)的。從 20 世紀 60 年代起，美國電力系統(tǒng)方面 的專業(yè)人士就開始了對變電站電磁干擾問題的研究 [1]， 其 研究重點主要是在電子電路對電纜的電磁干擾過程，研究所得后來就是美國國家標準協(xié)會 (ANSI， American National Standards Institute)制定的 標準中的一部分 [2]。 雷電沖擊大型場站的情況若進行實際的模擬則困難重重，故國內(nèi)外的實驗都主要研究高壓開關(guān)動作時對二次電纜的影響 [3]。 德國的 介紹了一個屏蔽設計工程，此工程可以有效地屏蔽一部分由 GIS 變電站開關(guān)操作產(chǎn)生的雷電干擾， 并給出測量結(jié)果 [4]。南非的 給出了在三個不同高電壓等級的變電站測量到的雷電瞬態(tài)電磁干擾的初步結(jié)果 [5]。英國的 對現(xiàn)有變電站瞬態(tài)電磁干擾測量方法進行了綜述，特別分析比較了不同測量系統(tǒng)的特性 [6]。 就國內(nèi)來說，華北電力大學首次測量得到了在空載母線上進行開關(guān)操作時，母線和設備之間的連線附近區(qū)域的瞬態(tài)電磁干擾情況 [78]，其有自主研制的瞬態(tài)電磁場測量系統(tǒng)。武漢高壓研究所在進行了大量的分析、測量和標準化工作后，負責起草了《 500kV 變電所保護和控制設備抗擾度要求》。 南京自動化研究院和四方公司的研究工作則主要側(cè)重于二次設備的抗干擾問題。清華大學對變電站接地及電力線路對附近金屬管線的干擾等問題進行了分析研究 [9]。 1 雷擊充電站對電子設備的影響 雷電流 雷電流由于有幾種顯著地特性，例如電磁、機械、熱效應等，會對電氣設備造成很嚴重的危害。沖擊電流在遭受雷擊物體的地方，會形成較高幅值的沖擊電壓波，這種電壓波會對電氣設備的絕緣性能造成破壞。輸電線路遭受雷擊將引起兩種嚴重的破壞性后果： ① 侵入變電站的雷電波在站內(nèi)經(jīng)歷復雜的折反射，將在電力設備上產(chǎn)生幅值極高 的過電壓，破壞設備的絕緣性能，從而造成停電事故。 ② 線路會發(fā)生短路接地，雖然雷電過電壓作用時間極短，但導線對地（桿塔或避雷線）閃絡后，沿著閃絡通道工頻電壓將繼續(xù)放電，有可能發(fā)展為工頻電弧接地，從而引起繼電保護裝置動作，斷路器跳閘，造成停電事故 [10]。輸電線路的耐雷水平主要受桿塔的波阻抗和接地電阻的影響。 雷電流模型 雷電流幅值取決于雷云中的電荷量，滿足統(tǒng)計規(guī)律。在以往的研究中，變電站的二次設備及其電子回路受到影響的主要來源是雷擊。當輸電線路或者變電站受到雷擊時，雷電流會經(jīng)過保護裝置如避雷器、 避雷線或者避雷針的接地引下線流入接地網(wǎng)。由于接地網(wǎng)具有阻抗，尤其是感抗的作用，會使得雷電流在接地網(wǎng)中的電位分布極不均勻。另一方面，由于接地網(wǎng)中接地體的電流隨時間變化率 (di/dt)非常大，就會在接地網(wǎng)二次線上感應產(chǎn)生很高的電動勢。 由于電動汽車充電站與變電站在很多方面都很相似，其遭受雷擊時對內(nèi)部產(chǎn)生何種程度的影響是 研究 重點 。在本文中，雷電流選擇 10kA， ，如圖 1。 圖 1 雷電流仿真波形 雷擊充電站接地網(wǎng)對二次電纜耦合機理 雷擊會產(chǎn)生非常大的電流，避雷器和避 雷針作為雷電泄流通道，可以將雷電流導入接地網(wǎng)。如圖 2 所示，當流過 A、 B 兩點時會產(chǎn)生地電位差，而由于二次電纜的屏蔽層與地網(wǎng)的 A、 B兩點相連，所以產(chǎn)生的電壓差相當于在兩點間接入了一個電壓源 UAB，圖中 ZAB 為兩點間的接地阻抗。干擾電流會對電纜芯線產(chǎn)生耦合，耦合的過程為：干擾電
畢業(yè)設計相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1