[發明專利]一種獲得沖擊下接地體周圍土壤電離放電起始場強的方法

有效

• 申請號: 201710032007.5
• 申請日: 2017-01-17
• 公開（公告）號: CN106841942B
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發明（設計）人: 王森;張波;孫強;李志忠;齊衛東;時衛東;薛軍;吳錦鵬;康鵬;成林;牛博;高峰;呂新良;何金良;曾嶸
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網陜西省電力公司電力科學研究院;清華大學;國網陜西省電力公司;中國電力科學研究院
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明公開一種獲得沖擊下接地體周圍土壤電離放電起始場強的方法，采用接地棒與圓筒形回流電極結構測試，通過測量接地棒與回流電極之間土壤的電阻隨施加的沖擊電壓的變化曲線，使用變化曲線的斜率推導出電離放電的起始電壓，并通過電磁場理論獲得相應接地體周圍土壤電離放電起始場強。由于通過接地棒與圓筒之間土壤的電阻變化獲得沖擊下接地體周圍土壤電離放電起始場強，結果更客觀；由于采用接地棒與圓筒結構測試，接地棒表面場強更均勻。本發明能夠用于評估測量接地導體周圍土壤放電特性，指導接地工程建設。

技術領域

本發明涉及高電壓技術領域，特別涉及一種測量接地導體周圍土壤電離放電起始場強的方法。

背景技術

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。

由于雷電流很大，通過接地裝置集中散流入地時會在土壤中產生很高的電位梯度，超過土壤的耐受場強時，土壤中將會出現放電現象。土壤的放電將大大影響接地裝置的雷電沖擊特性，導致沖擊接地電阻呈時變和頻變混合的非線性變化，并進而影響避雷針、避雷線和避雷器的防雷特性。土壤中的放電首先是以電離放電的形式開始的。因此非常有必要研究接地棒周圍土壤在沖擊下的電離放電起始場強。

目前針對土壤的放電研究所用的放電間隙的形式主要為尖-板、尖-尖、球-球，而實際中接地體通常為棒狀，因此缺乏線-板間隙的放電特性。由于線板間隙與尖-板、尖-尖、球-球間隙的完全不同，線-板間隙下在小電流下，土壤開始出現局部電離，隨著電流的增加，電離區域逐步變大，當電流大到一定值后，土壤出現電弧放電。由于電離放電的逐步發展的，不是突然變化，不易觀測到，需要開發土壤電離放電起始場強測量方法。

發明內容

本發明的目的在于提出一種獲得沖擊下接地體周圍土壤電離放電起始場強的方法，用于評估測量接地導體周圍土壤放電特性，指導接地工程建設。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種獲得沖擊下接地體周圍土壤電離放電起始場強的方法，基于一種用于觀測接地棒周圍土壤沖擊放電特性的裝置，所述裝置包括回流電極和被試接地棒；回流電極采用同軸金屬圓筒結構，回流電極，分三段：兩端是對稱布置的均壓段，中間直線段為測試段；均壓段包括依次連接的均壓環、四分之一圓弧段和均壓直線段；均壓直線段與測試段之間通過絕緣圓筒隔開；回流電極軸心放置被試接地棒，被試接地棒與回流電極之間填充土壤；均壓段和測試段各通過一條接地線相互連接，最后通過接地線接地；雷電沖擊發生器高壓輸出端接在被試接地棒上，低壓輸出端接在回流電極的接地線上；

所述一種獲得沖擊下接地體周圍土壤電離放電起始場強的方法，具體包括以下步驟：

1)、采用同軸金屬圓筒結構回流電極，軸心放置被測接地棒，回流電極內放入土壤；

2)、回流電極豎直放置于絕緣，絕緣臺中部鉆孔，供被試接地棒穿過；

3)、雷電沖擊發生器的高壓端接在被試接地棒上；

4)、雷電沖擊發生器的低壓端接在接地線上；

5)、采用沖擊分壓器測量被試接地棒與同軸回流電極間的電位差，并用示波器讀取時域波形；

6)、測量雷電沖擊發生器輸出的沖擊電流，并用示波器讀取時域波形；

7)、將雷電沖擊發生器的充電電壓逐步增加，依次測量相應充電電壓下步驟5)、6)中的電壓、電流；

8)、被試接地棒、回流電極和土壤組成的同軸圓柱型結構的沖擊電阻Rim為電壓峰值U_max與電流峰值I_max之比：