CDEGS软件介绍

CDEGS软件介绍

目前，国内虽出现了很多解决接地及地中干扰的软件，但大多适应范围有限，都不能有效解决这一难题。本文提供了能被世界公认、堪称权威的加拿大SES公司开发的CDEGS接地分析软件，它可以计算任意分层土壤的和任意形状地网的参数。

CDEGS软件是由加拿大SES公司历经十余年开发而成的，CDEGS是电流分布（C urrent D istribution）、电磁场（E lectromagnetic Fields）、接地（G rounding）和土壤结构分析（S oil Structure Analysis）英文首字母的缩写，它是解决电力系统接地、电磁场和电磁干扰等工程问题的强大工具软件，并可以解决阴极保护等问题。它可在正常、故障、雷电和暂态条件下，计算地上或地下任意位置的带电导线组成的网状结构产生的接地电位、导线电位和电磁场。CDEGS还能为简单的、裸露的和含外皮的金属管、封闭管道、电缆系统和复杂土壤结构中的各种导线建立计算模型。

CDEGS软件具有用户满意的输入输出处理器的组合以及常见的Windows界面，用户使用起来非常方便。它包含的8个工程应用模块，分别为：RESAP、MALT、MALZ、SPLITS、TRALIN、HIFREQ、FCDIST和FFTSES。此外，它还有16个辅助工具：SESCAD、GRSever、GRSplits、SESPlot、FFT21Data、SESBatch、GRAREP、WMFPrin、SESGSE、CETU、TransposIT、SESScript、Ampacity、AutoGroundDesign、SESTLC以及AutoTransient等。

这里我们主要介绍本研究中用的几个工程应用模块：

（1）MALZ模块

频域接地分析模块。MALZ模块用来分析和设计发电厂、变电站和输电线路杆塔的接地装置，并进行阴极保护的研究，但主要是计算和分析高频条件下的接地情况。MALZ可采用以下所列任意土壤结构：

1）均匀型；

2）水平方向分层型；

3）垂直方向分层型；

4）半球状分层型；

5）水平半圆柱体分层型；

6）垂直半圆柱体分层型；

7）任意六面体分层型。

它可以计算以下内容：

1）接地网的工频接地电阻；

2）一定接地网注入电流所对应的电位分布，包括地网电位升高、地表电位分布以及指定地网区域内的接触电压、跨步电压；

3）在接地网附近存在构成接地网入地电流回路的接地极时的电位分布，这和不考虑电流返回接地极的情况相比，不同之处在于，电流返回接地极的存在改变了地表和地中的电位分布，即存在所谓的“临近效应”；

4）接地网通过土壤对地下金属构件或管道的感应电压和电流。这主要用于接地网对其它金属构件或管道的腐蚀或安全性影响的研究；

5）大气中的磁场以及阴极保护设计。

MALZ模块具有MALT模块的所有功能，此外，它和MALT功能的不同之处还表现在：◆MALZ可以模拟有涂层的导体（用户指定涂层电阻率），而MALT只能模拟裸露导体；

◆MALZ可以计算磁场，而MALT却没有此功能；

◆MALZ可以解释和计算大型导体系统中（例如管道沿路，大型发电厂）容易发生的电

位降，而MALT把导体假设为理想化(一种符合电力线路结构和大多数接地系统的有效假设)。

MALZ允许用户在整个接地系统或者模拟系统的多处位置指定任意相角的注入电流，而MALT只允许0或180o相角的多个注入电流或电压。

本文主要利用MALT模块在给定的土壤结构与接地电阻下，模拟田字或单根导体的接地电极，为HIFREQ建模提供方便。

（2） HIFREQ模块

HIFREQ 是一个独特的工程工具，可以解决任意电磁问题，包括任意导向的地上和埋设导体网络，可由任意数量的电流和电压源进行激励。HIFREQ 实现了处理包括导体网络的复杂电磁场问题。HIFREQ 成为唯一的工程软件模块，提供暂态和稳态问题的精确解决方案，频率范围可在0 到几千兆赫兹，可用于分析埋设和地上载流导体网络。它可以计算空气和土壤中的电场和磁场，以及导体和土壤的电势和导体中的电流分布。HIFREQ 可计算标量电势、由激励导体网络产生的电场和磁场，以及导体中电流的分布。HIFREQ 可精确的分析土壤中的导体，处于空气和土壤中的未激励金属结构，而不忽略土壤结构。使用HIFREQ可以：

▪研究暂态（如雷电、开关浪涌和任意可能的电涌问题）和高频对电力系统网络、建筑物和接地系统的干扰，频率范围可以从几个赫兹到几百兆赫兹。

▪计算电流和电压在所有导体内的分布、空气和土壤中的EMF 值以及由于埋设或架空电力系统导体和建筑物引起的、沿定义路径的电压。

▪通过简单的一步，可以计算对管道、通信线路等的电磁干扰值。同时考虑了感应、电容和传导影响！

▪分析被保护建筑物的阴极保护问题和优化整流电容器位置，建筑物范围可延伸至几百公里。

▪使用FFTSES, 一个全集成和自动的傅立叶变换工具，观测时域电磁场。

▪研究单极、四分之一波长和其他天线结构的放射干扰或计算电流分布，频率可达几百兆赫兹。

▪计算任意电路在低、高频电路和浪涌情况下的相互感应。不管电路在地上或地下，都可以确定自阻抗和互阻抗，以及电路电容。

本文利用HIFREQ模块建立包括直流接地电极、杆塔、地线、及杆塔接地电极的导体模型和相应的土壤模型，从而求出各个杆塔的直流分布。