一種接地裝置沖擊特性測量修正方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種接地裝置測量修正方法，具體涉及一種接地裝置沖擊特性測量修正方法，屬于高電壓接地測試技術領域。
【背景技術】
[0002]在電力系統中為了工作和安全的需要，常需將電力系統及其電氣設備的某些部分與大地相連接，這就是接地;電力系統接地就其目的來說可分為工作接地、防雷接地和保護接地三種;其中防雷接地是為了避免雷電的危害，避雷針、避雷線和避雷器等防雷設備都必須配以相應的接地裝置以便把雷電流導入大地；由于電力系統的輸電線路分布廣泛，最易遭受雷擊，而輸電線路的雷電流是通過桿塔的接地裝置導入大地的，國內外的運行經驗表明，有效降低桿塔接地電阻是改善輸電線路直擊雷保護效果的最為有效措施。在線路桿塔的設計中，線路桿塔接地裝置的沖擊接地電阻取值，直接影響到線路的防雷效果。對于一般高度的桿塔，降低桿塔沖擊接地電阻是提高線路耐雷水平、降低雷擊跳閘率的有效措施。為了保障輸電線路的防雷效果，需要定期對桿塔接地的狀態進行測量；目前通常采用測量桿塔接地的工頻接地電阻來評估桿塔接地的狀態;桿塔接地的工頻接地電阻主要用于泄放工頻短路電流，而接地裝置的沖擊特性決定電力系統輸電線路的防雷保護效果；由于縱向電感的作用，接地裝置在沖擊下只有有限面積在起作用，這與工頻時接地電阻與占地面積的平方根成正比并不一致，因此通過測量桿塔接地的工頻接地電阻并不能正確評估桿塔的沖擊接地狀態。使用沖擊電流發生器可以對桿塔接地裝置的沖擊特性進行測試，但目前測試的方法主要沿用工頻接地電阻測試的三極法。由于三極法下的電流回流極集中在一處，而沖擊電流中包含了大量的高頻分量，導致按照三極法測量接地裝置的沖擊特性時電流在接地裝置上分布不均勻，與實際情況差別較大;與工頻不同，接地裝置在沖擊下的特性受接地裝置電流分布的影響很大;尤其在沖擊大電流下，土壤會發生放電現象，該放電現象與接地裝置上的電流分布密切相關。由于放電是非線性的，因此測試桿塔接地裝置的沖擊特性時有必要保證接地裝置上的電流分布與實際情況一致。為了達到這一目的，已經有研究單位使用包圍被測接地裝置的金屬圓環作為電流回流極。使用金屬圓環作為電流回流極保證了接地裝置在各個方向上電流散流均勻，但由于金屬圓環距被測接地裝置很近，其在接地裝置上產生的反向電位很大，大大抵消了接地裝置的電位，造成測試結果遠小于實際值。理論分析表明，使用金屬圓環作為電流回流極后，只有當金屬圓環無限大，測試結果才與實際相同，否則即使使用圓環作為電位參考點，測試結果也偏小，且圓環越小，偏小得越多；由于現實中很難使用大圓環，實際中有使用包圍接地裝置的回流極群作為回流極，但其余回流環一樣，仍然存在上述問題，因此需要進一步改進。
【發明內容】
[0003](一)要解決的技術問題
[0004]為解決上述問題，本發明提出了一種接地裝置沖擊特性測量修正方法，修正系數基于實測的土壤模型來求出，在保證了接地裝置向四周散流的均勻分布的同時，實現了沖擊接地阻抗的較準確測量。
[0005](二)技術方案
[0006]本發明的接地裝置沖擊特性測量修正方法，所述方法具體如下:
[0007]第一步，使用環繞在接地裝置周圍等間距布置的接地極作為回流極；
[0008]第二步，將電位參考點選擇在回流電極上；
[0009]第三步，通過修正系數的方式獲得沖擊接地阻抗，修正系數基于實測土壤模型來求出，測量沖擊接地阻抗。
[0010]進一步地，所述第一步至第三步具體如下:
[0011]第一步，采用四極法測試接地裝置附近的土壤視在電阻率；
[0012]第二步，基于測得的土壤視在電阻率反演得到土壤電阻率的分層模型；
[0013]第三步，收集被測接地裝置數據；
[0014]第四步，在接地裝置四周等間距均勻布置8個回流電極，每根電極深入地中0.6?0.8m,與土壤接觸良好，并使用絕緣線將8個回流電極等電位連接；
[0015]第五步，使用大電流沖擊發生器在被試接地裝置和8個回流極之間注入沖擊電流，測量入地電流波形；
[0016]第六步，以8個回流電極為電位參考點，測量接地裝置的電壓波形；
[0017]第七步，求電壓波形峰值與電流波形峰值之比，作為接地裝置的視在沖擊接地阻抗；
[0018]第八步，以所述第五步中測得的入地電流波形為基礎，仿真被測接地裝置在分層土壤模型中以8個回流電極為電位參考點時的沖擊接地電阻測試結果；
[0019]第九步，以所述第五步中測得的入地電流波形為基礎，不考慮8個回流電極的存在，仿真被測接地裝置在分層土壤模型以無窮遠為電位參考點的沖擊接地電阻測試結果；
[0020]第十步，求出第八步中計算結果與第九步中計算結果的比值，將該比值與第七步中測得的視在沖擊接地阻抗相乘，得到最終的沖擊接地阻抗。
[0021](三)有益效果
[0022]本發明與現有技術相比較，本發明的接地裝置沖擊特性測量修正方法，具有以下優點:
[0023]本發明使用環繞在接地裝置周圍等間距布置的接地極作為回流極，保證了接地裝置向四周散流的均勻分布;本發明由于無需將回流極布置得很遠，因此測試方便，同時沖擊電流發生器也更容易產生大電流;本發明將電位參考點選擇在回流電極上，最大限度的減小了測試產生的直接誤差;本發明通過修正系數的方式獲得沖擊接地阻抗，修正系數基于實測的土壤模型來求出，在保證了接地裝置向四周散流的均勻分布的同時，實現了沖擊接地阻抗的較準確測量。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發明的實施例1回流電極布置示意圖；
[0025]圖2是本發明的實施例1的沖擊接地阻抗測試的修正系數示意圖。
【具體實施方式】
[0026]本發明的接地裝置沖擊特性測量修正方法，其具體如下:
[0027]第一步，使用環繞在接地裝置周圍等間距布置的接地極作為回流極；
[0028]第二步，將電位參考點選擇在回流電極上；
[0029]第三步，通過修正系數的方式獲得沖擊接地阻抗，修正系數基于實測土壤模型來求出，測量沖擊接地阻抗。
[0030]其中，所述方法具體如下:
[0031]第一步，采用四極法測試接地裝置附近的土壤視在電阻率；
[0032]第二步，基于測得的土壤視在電阻率反演得到土壤電阻率的分層模型；
[0033]第三步，收集被測接地裝置數據；
[0034]第四步，在接地裝置四周等間距均勻布置8個回流電極，每根電極深入地中0.6?
0.8m,與土壤接觸良好，并使用絕緣線將8個回流電極等電位連接；
[0035]第五步，使用大電流沖擊發生器在被試接地裝置和8個回流極之間注入沖擊電流，測量入地電流波形；
[0036]第六步，以8個回流電極為電位參考點，測量接地裝置的電壓波形；
[0037]第七步，求電壓波形峰值與電流波形峰值之比，作為接地裝置的視在沖擊接地阻抗；
[0038]第八步，以所述第五步中測得的入地電流波形為基礎，仿真被測接地裝置在分層土壤模型中以8個回流電極為電位參考點時的沖擊接地電阻測試結果；
[0039]第九步，以所述第五步中測得的入地電流波形為基礎，不考慮8個回流電極的存在，仿真被測接地裝置在分層土壤模型以無窮遠為電位參考點的沖擊接地電阻測試結果；
[0040]第十步，求出第八步中計算結果與第九步中計算結果的比值，將該比值與第七步中測得的視在沖擊接地阻抗相乘，得到最終的沖擊接地阻抗。
[0041 ] 實施例1:
[0042]如圖1所示，40歐米均勻土壤中，埋有3種被測試十字型接地裝置，伸長極分別為5、10、15!11。8個回流極等間距布置在半徑為20m的圓周上，得到如圖2所示的沖擊接地阻抗測試的修正系數。
[0043]上面所述的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，并非對本發明的構思和范圍進行限定。在不脫離本發明設計構思的前提下，本領域普通人員對本發明的技術方案做出的各種變型和改進，均應落入到本發明的保護范圍，本發明請求保護的技術內容，已經全部記載在權利要求書中。
【主權項】
1.一種接地裝置沖擊特性測量修正方法，其特征在于，所述方法具體如下: 第一步，使用環繞在接地裝置周圍等間距布置的接地極作為回流極； 第二步，將電位參考點選擇在回流電極上； 第三步，通過修正系數的方式獲得沖擊接地阻抗，修正系數基于實測土壤模型來求出，測量沖擊接地阻抗。2.根據權利要求1所述的接地裝置沖擊特性測量修正方法，其特征在于:所述第一步至第三步具體如下: 第一步，采用四極法測試接地裝置附近的土壤視在電阻率； 第二步，基于測得的土壤視在電阻率反演得到土壤電阻率的分層模型； 第三步，收集被測接地裝置數據； 第四步，在接地裝置四周等間距均勻布置8個回流電極，每根電極深入地中0.6?0.Sm，與土壤接觸良好，并使用絕緣線將8個回流電極等電位連接； 第五步，使用大電流沖擊發生器在被試接地裝置和8個回流極之間注入沖擊電流，測量入地電流波形； 第六步，以8個回流電極為電位參考點，測量接地裝置的電壓波形； 第七步，求電壓波形峰值與電流波形峰值之比，作為接地裝置的視在沖擊接地阻抗；第八步，以所述第五步中測得的入地電流波形為基礎，仿真被測接地裝置在分層土壤模型中以8個回流電極為電位參考點時的沖擊接地電阻測試結果； 第九步，以所述第五步中測得的入地電流波形為基礎，不考慮8個回流電極的存在，仿真被測接地裝置在分層土壤模型以無窮遠為電位參考點的沖擊接地電阻測試結果； 第十步，求出第八步中計算結果與第九步中計算結果的比值，將該比值與第七步中測得的視在沖擊接地阻抗相乘，得到最終的沖擊接地阻抗。
【專利摘要】本發明公開了一種接地裝置沖擊特性測量修正方法，所述方法具體如下：第一步，使用環繞在接地裝置周圍等間距布置的接地極作為回流極；第二步，將電位參考點選擇在回流電極上；第三步，通過修正系數的方式獲得沖擊接地阻抗，修正系數基于實測土壤模型來求出，測量沖擊接地阻抗；本發明使用環繞在接地裝置周圍等間距布置的接地極作為回流極，保證了接地裝置向四周散流的均勻分布；本發明由于無需將回流極布置得很遠，因此測試方便，同時沖擊電流發生器也更容易產生大電流；本發明通過修正系數的方式獲得沖擊接地阻抗，修正系數基于實測的土壤模型來求出，在保證了接地裝置向四周散流的均勻分布的同時，實現了沖擊接地阻抗的較準確測量。
【IPC分類】G01R31/00
【公開號】CN105606924
【申請號】CN201510953664
【發明人】李志忠, 李志中, 時衛東, 張波, 康鵬, 王森, 莊池杰, 曾嶸, 何金良, 陳水明, 胡軍, 余占清
【申請人】陜西省電力科學研究院, 中國電力科學研究院, 清華大學
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年12月17日