[發明專利]用于接地材料的模擬接地試驗系統及方法

在審

• 申請號: 201611064440.9
• 申請日: 2016-11-28
• 公開（公告）號: CN106597114A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 柏彬;丁志鋒;劉寅瑩;黃濤;阮江軍;全妤
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網江蘇省電力公司經濟技術研究院;武漢大學
• 主分類號: G01R27/20
• 分類號: G01R27/20
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙)42222
• 代理人: 胡艷

技術領域

本發明屬于電力系統防雷接地技術領域，尤其涉及一種用于接地材料的模擬接地試驗系統及方法。

背景技術

隨著電網發展，電力設施建設正逐年增加。我國幅員遼闊，尤其是近年來特高壓電網的建設，高電壓遠距離輸電線路跨區域越來越廣。以南方地區居多的境內分布有多個落雷密集型區域，多次雷擊事故給輸電線路的安全可靠運行帶來極大威脅。

電力系統接地裝置的接地電阻值是評估接地效果的主要參數，特別是輸電線路桿塔接地裝置的接地電阻直接影響到線路的防雷效果，尤其是對輸電線路的耐雷水平影響較大。如何在保證良好經濟效益的同時，使土壤電阻率較高地區的輸電線路桿塔接地電阻達到規程要求成為電力系統亟待解決的問題。

近年來，隨著電力系統接地技術的發展，在接地體材料改進、接地網結構設計、接地網防腐、降阻劑降阻等方面取得了較大的進步，但是對于新型接地材料的試驗、接地網的結構設計驗證等等仍然面臨著諸多困難。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于接地材料的模擬接地試驗系統及方法。

為達到上述目的，本發明采用如下的技術方案：

一、用于接地材料的模擬接地試驗系統，包括：

包括模擬槽、接地網和電源；接地網按預設埋深置于模擬槽內，模擬槽內鋪滿砂土，電源與接地網通過導線連接；所述的模擬槽通過在平地上開挖獲得。

進一步的，模擬槽為半球形或立方體形。

電源根據試驗目的進行選擇，若進行工頻模擬接地試驗，則電源采用工頻電源；若進行沖擊模擬接地試驗，則電源采用沖擊電流產生電源。

進一步的，構成接地網的接地體的最大幾何長度不超過模擬槽直徑的1/4。

二、用于接地材料的模擬接地試驗方法，包括：

(1)通過調節砂土含水量調整砂土的土壤電阻率，使得砂土的土壤電阻率達到預期值；

(2)挖模擬槽，將接地網按預設埋深置于模擬槽，模擬槽內鋪滿砂；

(3)采用導線連接電源和接地網，電源為接地網注流，對接地網進行模擬試驗。

步驟(1)中，通過向砂土注水來改變砂土的土壤電阻率。具體為：向砂土注水，待水分均勻分散并靜置24小時后，用土壤電阻率測試儀多次測量砂土的土壤電阻率，以確保砂土的土壤電阻率達到預期值。

進一步的，模擬槽的尺寸依據相似原理設計。

進一步的，模擬電流為工頻電流或沖擊電流。

進一步的，模擬試驗為接地材料電阻測量、降阻劑降組測試或接地材料接地特性研究。

本發明基于電磁場理論和相似原理，推導出模擬試驗時各相關量間的比例關系，從而將大型試驗等效轉化為小型模擬試驗。采用本發明可直接在有限區域內對大型接地網進行接地電阻測量、新接地材料試驗、降阻劑測試、接地特性研究等一系列模擬試驗。

和現有技術相比，本發明具有如下優點和有益效果：

(1)可保證試驗效果與真型試驗一致；

(2)試驗場地小，可靈活改變土壤電阻率，可完成試驗的種類豐富，包括但不限于工頻接地模擬試驗、沖擊接地模擬試驗和接地體長效耐腐蝕試驗。

附圖說明

圖1為本發明系統的結構示意圖；

圖2為實施例中工頻模擬接地試驗系統示意圖；

圖3為實施例中沖擊模擬接地試驗系統示意圖；

圖4為實施例中接地材料的電網尺寸示意圖。

圖中，1-電源，2-導線，3-接地網，4-模擬槽，5-外接電網。

具體實施方式

下面將結合附圖和具體實施例進一步說明本發明的技術方案。

圖1所示為本發明系統的結構示意圖，模擬槽(4)為試驗場地，接地網(3)按一定的埋深置于模擬槽(4)內，模擬槽(4)內鋪滿砂土，電源(1)為接地網(3)提供工頻電流或沖擊電流，見圖2～3。

下面將以石墨復合接地材料為例，采用本發明模擬接地試驗系統，比較直徑28mm的石墨復合接地材料和直徑38mm的擴徑石墨復合接地材料的沖擊系數。基于電磁場理論和相似原理推導模擬試驗和真型試驗的相關量間的比例關系：

其中：

ρ₁和ρ₂分別表示模擬試驗和真型試驗的土壤電阻率；

E_o1和E_o2分別表示模擬試驗和真型試驗的土壤臨界擊穿場強；

s₁和s₂分別表示模擬接地材料和真型接地材料的長度；