[發明專利]接地裝置雷電沖擊特性的大電流戶外真型模擬試驗方法

無效

• 申請號: 201110272119.0
• 申請日: 2011-09-14
• 公開（公告）號: CN102435918A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 余紹峰;張波
• 申請（專利權）人: 浙江省電力試驗研究院;清華大學
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務所 33206
• 代理人: 張建青

技術領域

本發明涉及過電壓安全保護技術領域，具體地說是一種用于高壓輸電線路桿塔接地裝置防雷特性的模擬測試方法，用以實現對高壓輸電線路桿塔接地裝置沖擊特性的評估，尤其適用于接地裝置的初始設計階段和運行評估階段。

背景技術

桿塔接地裝置需要在輸電線路或桿塔遭受雷擊時，向大地泄放雷電流，使桿塔的電位升盡可能小，以便降低雷電反擊跳閘率，因此接地裝置的設計和評估對輸電線路的雷電防護十分重要。

在桿塔接地裝置的設計方面，傳統的做法是利用經驗公式計算或者查找已有沖擊系數列表。但接地裝置結構、材料、所處土壤性質的變化都可能使得公式或列表不適用，需要開展沖擊接地試驗。但目前的試驗研究存在以下問題：1、在實驗室小型模擬池中進行模擬試驗，所用接地系統遠小于實際接地裝置；2、采用的沖擊電源能量很小，產生的瞬態電流很小，與實際雷電流相距較遠；3、試驗模型單一、簡單，而實際桿塔的接地裝置復雜、多樣。

總之，目前沖擊接地的試驗過程中，或者試驗模型與實際接地裝置相比存在規模小、簡單化的問題，或者試驗電源與實際雷電流相差很遠，造成模擬試驗與實際情況存在較大差距，需要開展大電流真型模擬實驗。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服上述現有技術存在的缺陷，提供一種接地裝置雷電沖擊特性的大電流戶外真型模擬實驗方法，用以作為接地裝置優化設計和運行評估的前提和基礎。

為此，本發明采用的技術方案如下：接地裝置雷電沖擊特性的大電流戶外真型模擬試驗方法，其步驟如下：1)首先測定試驗場地的土壤電阻率；2)由被測接地裝置的工頻接地電阻測量結果確定沖擊接地試驗時電壓參考點的位置；3)沖擊接地試驗時，試驗用沖擊電流發生器與被測接地裝置、電流回流極呈三角形布置，且沖擊電流發生器與電壓參考點分別布置在被測接地裝置與電流回流極所連直線的兩側；4)分別改變沖擊電流發生器充電電壓、波頭時間、電壓參考點位置，測量電流注入極、回流極引出點的電流波形和電壓波形，并測量電流在被測接地裝置中的分布；5)再次測量被測接地裝置的工頻接地電阻，所有電極位置與前次相同；6)進行沖擊試驗結果分析。

試驗須針對具有實際接地裝置規模的模擬接地裝置進行，應當涵蓋水平、垂直、十字等典型接地裝置的試驗，并在實際接地裝置上進行；需要具備5kA以上的8/20us標準雷電流發生器；試驗用電流回流極應當距被測接地裝置30m以上。

步驟2)中，分別使用直線法和30°夾角法測量工頻接地電阻，在30°夾角法中改變電壓參考點的位置，當直線法和30°夾角法測量結果一致時，選擇此時30°夾角法中的電壓參考點位置作為沖擊接地試驗時的電壓參考點。

本發明可以滿足接地裝置雷電沖擊特性的大電流戶外真型模擬試驗要求，本發明的試驗方法縮小了模擬試驗與實際情況存在的差距，可應用于對高壓輸電線路桿塔接地裝置降阻設計方案的優化和沖擊特性的評估。

下面結合說明書附圖和具體實施方式對本發明作進一步說明。

附圖說明

圖1為本發明進行沖擊特性測量的引線路徑布置圖。

圖2為本發明典型十字形接地裝置電流注入極的電壓(曲線A)、電流(曲線B)測量結果。

具體實施方式

本發明提出的接地裝置雷電沖擊特性的大電流戶外真型模擬試驗方法，其試驗引線布置如圖1所示。試驗所用設備如下表所示：

本發明的步驟分為六個階段：

1、土壤電阻率的四極法測量

采用國家標準GB/T?17949.1-2000《接地系統的土壤電阻率、接地阻抗和地面電位測量導則第1部分：常規測量》推薦的四極法測量土壤電阻率。從試驗場選擇2個點，從相互垂直的兩個方向分別測量。接地極插入深度要小于極間距離的1/10。

2、沖擊接地試驗時電壓參考點的選取

為了減少沖擊測量時電壓引線和電流引線之間的干擾，沖擊試驗應選用30°夾角法測量，為需要確定電壓參考點位置。本發明提出由接地裝置的工頻接地電阻測量結果確定沖擊時電壓參考點位置的方法。工頻接地電阻測量采用國家標準GB/T?17949.1-2000《接地系統的土壤電阻率、接地阻抗和地面電位測量導則第1部分：常規測量》推薦的電位降法進行測量。分別使用直線法(電壓和電流引線距離大于10m)和30°夾角法測量工頻接地電阻，在30°夾角法中改變電壓參考點的位置，當直線法和30°夾角法測量結果一致時，選擇此時30°夾角法中的電壓參考點位置作為沖擊測量時的電壓參考點位置。