[實(shí)用新型]一種大型地網(wǎng)的交直流和沖擊特性模擬試驗(yàn)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220544852.3
• 申請(qǐng)日: 2012-10-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202975178U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊迎建;董曉輝;王湘漢;童雪芳;戴敏;鄧長(zhǎng)征;向念文;彭慶華
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)電力科學(xué)研究院;國(guó)家電網(wǎng)公司;國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): G01R31/00
• 分類(lèi)號(hào): G01R31/00
• 代理公司: 武漢帥丞知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42220
• 代理人: 朱必武

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及高壓試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)涉及到變電站或發(fā)電廠(chǎng)等輸變電設(shè)備接地網(wǎng)的交直流模擬試驗(yàn)方法和沖擊特性模擬試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

變電站（發(fā)電廠(chǎng)）接地網(wǎng)作為變電站（發(fā)電廠(chǎng)）交、直流設(shè)備接地以及防雷保護(hù)接地，對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行起著重要作用。當(dāng)工頻短路時(shí)，故障電流會(huì)經(jīng)接地網(wǎng)泄放，當(dāng)變電站內(nèi)及附近發(fā)生雷擊等事故時(shí)，變電站接地系統(tǒng)可能注入高頻大沖擊電流，此時(shí)，接地網(wǎng)不同點(diǎn)電位不同，可能產(chǎn)生高電位差危害站內(nèi)工作人員的人身及設(shè)備的安全，以及連接電纜燒毀和二次設(shè)備故障。隨著電力系統(tǒng)電壓等級(jí)的升高及容量的增加，故障電流增大，接地網(wǎng)面積擴(kuò)大，電位分布不均勻度增加，再加上各種微機(jī)設(shè)備的普遍應(yīng)用，對(duì)接地網(wǎng)和接地布點(diǎn)的要求越來(lái)越高。因而在設(shè)計(jì)時(shí)科學(xué)地選擇接地網(wǎng)型式，準(zhǔn)確評(píng)估接地性能，從而構(gòu)造一個(gè)合格的接地網(wǎng)是至關(guān)重要的。

目前，研究和評(píng)估接地網(wǎng)接地性能的方法主要有三種：現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，數(shù)值計(jì)算，模擬試驗(yàn)?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)需要在接地網(wǎng)建設(shè)完成后進(jìn)行，不能在設(shè)計(jì)階段采用。數(shù)值計(jì)算的算法具有一定的假設(shè)、簡(jiǎn)化及近似，其準(zhǔn)確性和適用性有待進(jìn)一步提高；特別是沖擊特性研究方面，對(duì)火花放電特性認(rèn)識(shí)不清晰，對(duì)放電區(qū)域的簡(jiǎn)化處理和沖擊散流特性規(guī)律的人為假設(shè)等都缺乏試驗(yàn)依據(jù)。模擬試驗(yàn)克服了其他兩種方法的缺點(diǎn)，只需進(jìn)行一定的投資來(lái)建設(shè)模擬試驗(yàn)設(shè)備，之后就能長(zhǎng)期使用，對(duì)于改變接地網(wǎng)模型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也十分方便，因而接地模擬技術(shù)一直是接地設(shè)計(jì)的一個(gè)有效手段。

目前的模擬試驗(yàn)法一般是用半球形模擬槽，即在地下挖一個(gè)半球形接地池，填充土壤或細(xì)沙模擬不同的土壤電阻率，不便于觀(guān)測(cè)火花放電現(xiàn)象；模擬槽半徑一般小于3m，模擬接地網(wǎng)對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)度不超過(guò)1.5m，由于實(shí)際操作可行性使模擬比例尺又不能太大，因此這種模擬槽不能模擬較大尺寸的接地網(wǎng)。中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利“接地模擬試驗(yàn)方法”（申請(qǐng)?zhí)枺?01210117351.1）提出了一種內(nèi)置透明液體的透明容器作為模擬試驗(yàn)裝置，在其底部裝設(shè)可移動(dòng)滑輪，此模擬系統(tǒng)解決了火花放電觀(guān)測(cè)等問(wèn)題，但其對(duì)透明容器材料要求較高，容積不能做得太大，相應(yīng)的也只能模擬小型地網(wǎng)。國(guó)內(nèi)外大型地網(wǎng)的接地特性試驗(yàn)研究均十分缺乏。

有鑒于此，本實(shí)用新型提供一種大型地網(wǎng)的交直流和沖擊特性模擬試驗(yàn)裝置，以解決上述問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是針對(duì)背景技術(shù)提出的問(wèn)題，提供一種大型地網(wǎng)的交直流和沖擊特性模擬試驗(yàn)裝置，該裝置操作方便，能有效反映不同接地型式與不同土壤電阻率情況下接地網(wǎng)各點(diǎn)的電位和電流分布，能方便觀(guān)測(cè)火花放電，能對(duì)包括特高壓交直流變電站類(lèi)似的大型地網(wǎng)在內(nèi)的各種規(guī)模的接地網(wǎng)的交直流和沖擊特性進(jìn)行模擬。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種大型地網(wǎng)交直流和沖擊特性模擬試驗(yàn)裝置，主要包括矩形模擬槽，等值縮小的接地網(wǎng)模型，交、直流試驗(yàn)電源，沖擊電流發(fā)生器及精確定位系統(tǒng)，其特征在于：

矩形模擬槽的槽內(nèi)四壁和底部敷設(shè)有金屬網(wǎng)格，構(gòu)成網(wǎng)狀回流電極，槽中注入液態(tài)介質(zhì)，通過(guò)調(diào)整矩形模擬槽中液態(tài)介質(zhì)的電阻率或改用不同的介質(zhì)來(lái)模擬土壤電阻率的變化，通過(guò)改變網(wǎng)狀回流電極的金屬網(wǎng)格的稀疏程度來(lái)實(shí)現(xiàn)在均勻媒質(zhì)中模擬多層媒質(zhì)中接地網(wǎng)的電場(chǎng)分布；

接地網(wǎng)模型根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛢?nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)制作，通過(guò)改變接地網(wǎng)模型的尺寸和型式來(lái)模擬不同規(guī)模、不同型式的接地網(wǎng)，通過(guò)外加工頻、直流和沖擊試驗(yàn)電壓，模擬不同接地網(wǎng)或不同土壤電阻率下流過(guò)工頻、直流和雷電沖擊電流的電位分布和電流分布；

精確定位系統(tǒng)由電控移動(dòng)行車(chē)和全站儀組成；矩形模擬槽的兩個(gè)長(zhǎng)邊鋪設(shè)有電控移動(dòng)行車(chē)的軌道，在軌道之上安裝有電控移動(dòng)行車(chē)的主梁，主梁可沿著軌道移動(dòng)，在主梁下方安裝有電控移動(dòng)行車(chē)的小車(chē)，小車(chē)可沿著主梁移動(dòng)，小車(chē)上可承載兩名人員進(jìn)行試驗(yàn)操作，通過(guò)電控移動(dòng)行車(chē)的控制系統(tǒng)的遙控器可控制主梁和小車(chē)的移動(dòng)，小車(chē)可移動(dòng)至矩形槽內(nèi)任意位置；在小車(chē)上設(shè)置了可上下移動(dòng)的滑桿，在滑桿下端布置了探針，全站儀可識(shí)別探針的坐標(biāo)點(diǎn)，全站儀測(cè)量精度1mm；通過(guò)電控移動(dòng)行車(chē)和全站儀協(xié)調(diào)工作，便于對(duì)矩形模擬槽內(nèi)的任意點(diǎn)電位進(jìn)行定點(diǎn)測(cè)量。

如上所述的大型地網(wǎng)交直流和沖擊特性模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于：矩形模擬槽長(zhǎng)寬高分別為30m、27m、2.6m，位于地面以下部分高1.5m，位于地面以上部分高1.1m，由混凝土澆筑而成，底部和四壁采用防滲水處理，四壁厚度為0.5m，四壁的頂部采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆寬度為1.0m的人行過(guò)道，便于試驗(yàn)人員的操作。