基于CDEGS系统的土壤结构参数及接地体仿真分析

《西藏科技》2019年2期（总第311期）基于CDEGS对垂直接地极与双层接地网的仿真比较研究权学政李朝霞*（西藏农牧学院，西藏林芝860000）摘要：合理有效的设计接地网对于改善接地系统的接地性能有着重要意义，由于土地资源日益紧缺，变电站占地面积越来越小，研究双层接地网具有一定的意义。

基于CDEGS软件对垂直接地极和双层接地网进行仿真，研究了在不同土壤结构的情况下，加装垂直接地极的水平接地网与双层接地网对接地性能的影响。

从而为双层接地网和垂直接地极的适用环境提供理论依据。

关键词：双层接地网垂直接地极CDEGS接地就是将电气装置和设施的导体部分通过接地线连接到接地极，再由接地极连接到大地。

接地是为了能使电流在地中流通时，使其散流的更快［1］。

接地的目的就在于使电力系统和电气设备对于大地处于一种低电位差的状态，保障了电力系统和设备的正常运行，并且保证工作人员的人身安全［2-3］。

接地的主要作用就是把雷电流或短路电流短时间内引入大地中，防止设备流过大电流损坏设备并且防止人员接触设备而触电，保障了设备不受损坏和保护了人员不受伤害［4］。

由于土地资源有限，考虑到变电站对农业、经济以及公路规划的影响，同时也是为了减小其对农业的影响，规划部门要求电站尽量选择一些偏僻的地方，变电站、发电厂的征地显的非常不易，这就使得其占地面积越来越小，在变电站站址范围内仅仅依靠单一的水平接地网其接地是很难满足要求的。

在一些偏僻地区，能构建接地网的土地资源有限，利用局部换土地带建造双层接地网，由于换土区域土壤电阻率比较小使变电站接地电阻有效的降了下来［5-7］。

评估接地网性能好坏的参数有接地电阻，接触电压和跨步电压等，计算接地电阻的方法有很多如矩量法，仿真软件CDEGS就是应用的这种方法［8］，CDEGS是由加拿大SES公司推出的用于分析和计算接地和雷电保护等问题的［9-10］。

笔者使用CDEGS 对水平双层和水平三层土壤结构的垂直接地极和双层接地网进行了模拟仿真，研究了在降阻相同的情况下，双层接地网与不同数量或不同长度的接地极在不同土壤结构中的对比。

基于CDEGS影响立体式杆塔接［置冲击接地电阻的研究*熊扌多贝1,刘宇彬2(1.长沙理工大学电气与信息工程学院，湖南长沙410114；2.湖南经研电力设计有限公司，湖南长沙410014)摘要：降低杆塔冲击接地电阻是输电线路防雷的重要措施。

在分析研究国内外接地装置冲击分析方法的基础上，CDEGS电磁仿真软件研究了土壤电阻、冲击电流幅值以及水平分层土壤对立体式杆塔接地装置冲击接地电阻的，并岀了一些的冲击降阻，可为输电线路接程提供参考。

关键词：接电阻；CDEGS，；电阻率；电流幅值熊？贝(1993―),女，硕士研究生，研究方向为高电压与绝缘技术。

中图分类号：TM75文献标志码：A文章编号：2095-8188(2020)08-0012-06DOI：10.16628/ki.2095-8188.2020.08.003Study on Influence of CDEGS on Impact Grounding Resistance of Three-Dimensional Tower Grounding DeviccXIONG Yibei1，LIU Yubin2(1.School of Electrcal and Information Engineering，Changsha Universita ofScienco and Technology，Changsha410114，China；2.Hunan Economic Research ElectWc Power Design Co.,Ltd.，Changsha410014,China)Abstrad:Based on the analysis of the theoretical analysis methods of the impact characteristico of grounding devices at home and abroad，the influenco of soil resistivity,impact current amplitude and horizontal layered soil on the impact grounding resistanco of thoe-dimensional toweo grounding devices was studied by using the CDEGS electromaynetic simulation softrare.Some common measures of impulse resistanco reduction were put forward，which can provide referenco foe transmission line grounding engineering.Key words：impulss grounding resistancc；CDEGS simulation software；soiC resistivity；impulss currene amplUede0引言为了确保电力系统设备的，在系统的接地电阻，而接的冲击又直接关系着电力系统输电线路的防雷保护效果(1-打电路杆塔接地的作在线路遭受雷击后，将雷电流在中扩散泄导，以保路的耐雷水平％—电线路的冲击接地电阻是提高输电线路耐雷水平、维护电网稳的’效手段(3-)%在土壤电阻高地区的杆塔接，为了获得的降阻效果，通敷设外引接扩大接地面积等方接向同一平面扩展，但质条件的限制，这种在平面扩展的基本很难。

基于三维GIS的土壤墒情监测模拟仿真系统的研究
近年来，土壤墒情监测模拟仿真技术日趋成熟，成为了土地利用管理、水资源管理、农业生产以及环境保护等领域的重要工具。

而随着三维地理信息系统（3D-GIS）的快速发展和应用，为土壤墒情监测模拟仿真系统的研究提供了新的思路和方法。

本文提出了一种基于3D-GIS的土壤墒情监测模拟仿真系统。

该系统主要包括数据预处理、数据管理、墒情分析、模型构建、参数优化等功能，通过对土壤墒情进行三维动态监测，帮助用户实时掌握土壤墒情变化情况，并为农业生产、水资源管理以及环境保护等提供有力支持。

具体而言，该系统由以下几部分组成：
1. 数据预处理：该系统通过采集土壤水分数据、气象数据等信息，并对其进行预处理和清洗，得到高质量的数据集，为后续的墒情监测和模拟提供支持。

2. 数据管理：该系统采用面向对象的数据管理方式，将土壤墒情数据、气象数据、地形数据、植被数据等各种地理信息数据进行统一管理，并支持数据导入和导出、数据可视化等功能。

3. 墒情分析：该系统采用统计学方法对土壤墒情数据进行分析，包括变异系数、Kriging插值、地面覆盖度等指标，为后续的模型构建和参数优化提供支持。

4. 模型构建：该系统采用多元回归模型对土壤墒情进行建模，并根据实际情况对模型进行调整和优化，最终得到高精度的土壤墒情模型。

5. 参数优化：该系统采用遗传算法和粒子群优化算法等优化算法对模型进行参数优化，并进行验证和测试，确保模型的可靠性和有效性。

通过以上几个环节，该系统能够实现对土壤墒情的三维动态监测和模拟，为用户提供了全面准确的土壤墒情信息，有助于用户做出科学的决策和规划。

基于CDEGS的接地网仿真应用研究
张少轩;王浩
【期刊名称】《铁道运营技术》
【年(卷),期】2022(28)4
【摘要】针对拉林铁路牵引变电所降阻方案实验验证困难的问题,提出基于CDEGS仿真软件对接地系统土壤电阻率进行仿真验证的方法,仿真输出土壤模型,搭建牵引变电所实施环境,对接地电阻值进行校验,并对接地系统进行安全性评估,可准确验证降阻方案是否可行。

【总页数】4页(P28-31)
【作者】张少轩;王浩
【作者单位】中铁电气化局集团有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U223.8
【相关文献】
1.CDEGS软件在变电站接地网状态评估中的应用研究
2.基于CDEGS对垂直接地极与双层接地网的仿真比较研究
3.基于CDEGS的变电站接地网接地电阻的仿真与研究
4.CDEGS在接地网缺陷诊断中的应用研究
5.基于CDEGS的接地网分流系数仿真与实测分析
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TECHNOLOGY AND MARKETVol.18,No.10,2011变电站接地网是保证电力系统安全可靠运行、保障运行人员人身安全的重要措施。

变电站接地网状态评估工作主要是结合现场测试和理论计算，准确分析接地网入地故障电流、接地阻抗、接触电压、跨步电压、地网电位分布、地网完整性、地网金属导体腐蚀情况等现时状态，通过现场实际测试并与CDEGS 软件计算相结合，综合分析接地网的安全性。

1概述CDEGS是Current Distribution、Electromagnetic Field、Gro-unding and Soil Structure Analysis（电流分布，电磁场，接地和土壤结分布）的缩写，它是由加拿大SES公司（Safe Engineering Services&Technologies Itd．安全技术工程服务有限公司）出品。

该软件为接地、电磁场、交直流电磁兼容，以及阴极保护等问题服务，具有多种组件高度集成以及多功能的通用软件工具，它可以计算在正常运行、故障、雷击，以及操作状态条件下，任意由地上或地下的带电导体所组成网络中的电流和电磁场，其中土壤结构可以是非均匀的多种类型的土壤结构，导体可以是裸导体、带绝缘层的管道或在管道中的电缆。

目前，CDEGS 软件包具有RESAP（电阻率分析）、M ALT（接地计算和分析）、M AIZ、SPLITS（线路和所相连的变电站回路模拟）、TRALIN（输电线路）、HIFREQ（高频分析）、FCDIST（故障电流分布）、FFT-SES（SES中的FFT变换）共计8个功能模块。

变电站接地网状态评估主要是基于CDEGS软件，根据实际接地系统的结构，采用测量分析得到的分层土壤模型，分析分层土壤模型下接地系统的电气参数。

主要内容包括：1）对运行变电站接地阻抗测试结果以及分流对运行变电站接地阻抗测试结果的影响进行详细计算研究，通过软件计算和实测结果对照，验证CDEGS软件仿真模型的可信性，给出变电站接地阻抗值；2）确定变电站最大入地故障电流及其分布情况；3）以整个变电站场区为研究对象，计算实际接地系统在接地短路时地网接地导体的电位升高，是否满足二次设备安全的要求；4）计算变电站跨步电压Us和接触电压Ut分布情况，对比测试结果和跨步电压Us和接触电压Ut的限值，判断变电站Us、Ut的分布情况，分析和评估在地表产生的接触电压和跨步电压是否满足人身安全要求。

基于CDEGS仿真计算的变电站接地系统设计张景翯【摘要】随着接地技术研究的不断深入,接地系统各项指标参数的计算也变得越来越精确.基于CDEGS软件系统中的各个模块对典型变电站接地网设计工作进行整合.首先运用其中RESAP模块的功能对土壤视在电阻率与测量间距之间的关系进行分析计算,建立拟建址地的土壤实际分层结构模型;其次运用FCDIST模块计算故障电流在接地系统以及接入其中的架空地线或者中性线间的分布情况;最后运用MALZ模块对变电站接地系统的安全性进行分析,对各项因素对地表跨步电压分布的影响进行模拟.最终确定该变电站接地网的设计方案,并结合建成的接地网实测接地电阻反演校验仿真计算的准确性.【期刊名称】《山东电力技术》【年(卷),期】2015(042)009【总页数】6页(P14-18,22)【关键词】接地网;故障电流;地电位升高;跨步及接触电位差;安全性评估【作者】张景翯【作者单位】国网山东省电力公司经济技术研究院,济南 250021【正文语种】中文【中图分类】TM63;TM862近年来随着用电负荷的不断增加，系统容量不断增大，导致流经地网的短路电流也愈来愈大；电网覆盖范围的扩大，促使电网规模不断复杂化，电网不可抗因素引发的事故量愈来愈多；随着西电东送、绿色能源发展，超、特高压迅猛发展，远距离输电对电力网安全要求愈来愈高。

为了最大程度保证电网、人身、设备的安全，除了提高电网设计、施工、操作人员的专业技能，增强电力设备生产环节质量的监管，及时针对各种危险因素的预警防范，尽量减少发生各种短路事故。

同时还需正视接地系统的重要性，在事故发生后，保证人身安全，降低设备损失。

变电站接地系统设计中涉及的理论研究目前均已比较成熟，但将先进的理论研究应用于工程实际中仍有相当的难度。

首先，因不同工程实地环境因素复杂，很难全面考虑各种因素对接地系统造成的影响；其次，理论研究对影响因素大多都给出了解决方法，但相对工程量大，工期紧张，详细的分析研究耗费时间过长；第三，工程中常采用现有国家标准及设计手册［1-3］给出的计算方法，该方法均是对详细理论的理想简化，计算结果会有一定误差，对超高压或枢纽变电站而言，计算误差会带来许多额外的工作量，采用成熟的软件进行仿真计算和辅助设计是必要的。

2020 年第 20 卷第 12 期试验研究编辑倪桂才CDEGS 在实验室接地网设计中的应用**收稿日期：2020-05-10第一作者简介：姜辉，高级工程师,2011年硕士毕 业于武汉大学高电压与绝缘专业，现主要从事石油 化工行业雷电灾害控制与防护技术研究。

*基金项目：国家重点研发计划项目(2016YFC0801201)，典型危险化学品储存设施安全预警与防护一体化关键技术研究与应用示范； 国家重点研发计划项目(2018YFF01010804)，雷电静电监测与安全防护系统开发及应用；国家 自然科学基金(51577117)，多重雷电流冲击下金属与合金材料损伤机理和损伤特性研究。

姜 辉-张雅妮2,刘娟-张长秀-刘 璇-高剑1(1.中国石化青岛安全工程研究院，山东青岛2660712.青岛双瑞海洋环境工程股份有限公司，山东青岛266101 )摘 要：基于理论计算和CDEGS 软件仿真， 对改善地网电位分布的措施进行探讨，对放射型 接地极对方形地网的降阻效果进行分析研究。

研究结果表明，水平网状地网结构可有效减小跨步 电压，使地电位分布更为均匀，按照指数压缩的方 式进行排列的网状结构可进一步提高这种效能。

放射型接地极数量越多，长度越长，其降阻效果越 明显。

当所用放射型接地极总长度一定时，其降 阻效果相差不大，但仍有细微差别：放射型接地极根数越少，放射型接地极根数越少，降阻效果越理 想。

最终在运用CDEGS 软件仿真的基础上，对在建高压实验室的地网进行了优化设计。

关键词：高电压实验室；接地电阻；跨步电压；放射型接地极； 接地网DOI ： 10.3969/j.issn.1672-7932.2020.12.0090前言良好的接地是电气设备及建筑物安全稳定运行的基本保证，在高土壤电阻率地区，地网的设计及接地电阻的降低通常需要耗费更多的成本投入［T 。

降低地网接地电阻,提高地网运行的安全性是地网优化设计的两个重要方面［4'5］ o 高电压 实验室中的高电压试验厅以及各设备间均应有良好的接地装置，以确保保护接地和工作接地能够满足试验需求，其接地电阻值必须要做得很小,最 好小于0.5 n ［6］o 中国石化青岛安全工程研究院高电压试验大厅一直运用于解决石油化工行业雷电灾害控制及防护技术研究相关的难题［7,8］，其接地电阻会对相关实验结果造成影响。

测试工具2020.09基于CDEGS软件的架空输电线路接地设计郝雪(中铁二院工程集团有限责任公司，四川成都，610000)摘要：架空输电线路雷击跳闸是影响供电安全的重要因素,而接地装置是输电线路防雷保护的主要措施之一。

结合国外架空输电线路工程的接地设计工作，对架空输电线路的接地计算和设计进行了深入探讨。

本文运用规程计算方法和加拿大CDEGS接地计算软件相对比，对杆塔接地电阻进行了详细的计算分析，为设计工作提供了坚实的基础。

关键词：架空输电线路；CDEGS；接地设计Grounding Design of Overhead Transmission Lines Based onCDEGS SoftwareHao Xue(China Railway Second Hospital Engineering Group Co.,Ltd・，Chengdu Sichuan,610000) Absrtact：lightning tripping of overhead transmission line is an important factor affecting power supply safety,and grounding device is one of the main measures for lightning protection of transmission bined with the grounding design of the overhead transmission line project,the grounding calculation and design of the overhead transmission line are discussed pared with the Canadian CDEGS grounding calculation software,this paper makes a detailed calculation and analysis of the grounding resistance of the tower,which provides a solid foundation for the design work.Keywords:overhead transmission line;CDEGS;grounding designo前言输电线路杆塔接地对电力系统的安全稳定运行至关重要。