[發明專利]一種沖擊接地阻抗測量系統及測量方法

在審

• 申請號: 201710147068.6
• 申請日: 2017-03-13
• 公開（公告）號: CN106885946A
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發明（設計）人: 黃歡;毛先胤;杜昊;羅洪;曾華榮;馬曉紅;李江濤;何可夫
• 申請（專利權）人: 貴州電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: G01R27/18
• 分類號: G01R27/18;G06F17/50
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所52100
• 代理人: 商小川

1.一種沖擊接地阻抗測量系統，它包括沖擊電流發生器，其特征在于：沖擊電流發生器與接地體連接，接地體與高壓探頭和電流傳感器連接，高壓探頭和電流傳感器M的輸出端與示波器輸入端連接。

2.根據權利要求1所述的沖擊接地阻抗測量系統，其特征在于：所述沖擊電流發生器包括調壓器T1，調壓器T1輸入端外接交流220V電源，輸出端與硅堆D₁連接，硅堆D₁與充電電阻R1連接，充電電阻R1與高頻逆變全橋連接，高頻逆變全橋輸出端與升壓變壓器T2輸入端連接，升壓變壓器T2輸出端與硅堆D₂連接，硅堆D₂與充電電阻R₂連接，充電電阻R₂與主電容C₂連接，主電容C₂與放電開關S連接，放電開關S與調波電阻R₃連接，調波電阻R₃與調波電感L連接，調波電感L輸出端與接地體電流注入極連接，接地體回流極接地。

3.根據權利要求2所述的沖擊接地阻抗測量系統，其特征在于：穩壓電容C₁連接在充電電阻R1輸出端與高頻逆變全橋并聯連接。

4.根據權利要求2所述的沖擊接地阻抗測量系統，其特征在于：高壓臂電阻R₄和低壓臂電阻R₅串聯后與主電容C₂并聯連接，構成的直流分壓器。

5.根據權利要求2所述的沖擊接地阻抗測量系統，其特征在于：充電電阻R₁的阻值為40Ω，穩壓電容C₁電容值為1000uF，耐壓500V；充電電阻R₂的阻值為1MΩ。

6.根據權利要求2所述的沖擊接地阻抗測量系統，其特征在于：絕緣柵雙極型晶體管Q₁、Q₂、Q₃、Q₄構成高頻逆變橋，逆變頻率為50kHz，絕緣柵雙極型晶體管Q₁、Q₂、Q₃、Q₄選用耐壓500V，通流10A以上的晶體管。

7.根據權利要求2所述的沖擊接地阻抗測量系統，其特征在于：升壓變壓器T₂為高頻變壓器，變比1:140，額定電壓50kV，額定容量3kVA，高壓臂電阻R₄阻值為50MΩ，低壓臂電阻R₅阻值5kΩ，分壓比為10000。

8.根據權利要求2所述的沖擊接地阻抗測量系統，其特征在于：所述放電開關S為球隙開關。

9.如權利要求2所述的沖擊接地阻抗測量系統的測量方法，它包括：

步驟1、通過沖擊電流發生器產生前沿、半峰值脈寬分別為1～5us和50～100μs的雷電流波形，并施加在接地體上，通過高壓探頭、電流傳感器以及示波器可測得接地體上的沖擊電壓電流波形，根據沖擊接地阻抗的定公式：

$R=\frac{U_m}{I_m}$

得到在該接地體在小沖擊電流下的沖擊接地阻抗值R，其中U_m、I_m分別為測得的沖擊電壓和電流的峰值；

步驟2、采集接地體所在位置的土壤樣本，將其放入同軸圓筒形裝置，內圓筒直徑D1，外圓筒直徑D2，圓筒長度為L，在兩個圓筒上施加直流電壓，同時通過電場探頭測量土壤中的電場強度E，通過電壓探頭和電流表分別測量圓筒間的電壓U₁和流過土壤的電流I₁，計算土壤中的介電常數ε和土壤電阻率ρ，介電常數ε和土壤電阻率ρ為

$\mathrm{\ϵ}=\frac{ln(D_2/D_1)}{2\mathrm{\π}EL}$

$\mathrm{\ρ}=\frac{2\mathrm{\π}UL}{Iln(D_2/D_1)};$

步驟3、利用多物理場仿真軟件COMSOL分別在這種土壤參數下計算該接地體在小沖擊電流和不同幅值的大沖擊電流下的沖擊接地阻抗，然后將不同幅值的大沖擊電流下的接地阻抗和小沖擊電流下的接地阻抗做商，得到以沖擊小電流接地阻抗為基準的比例系數；

步驟4、將各比例系數與試驗測得的小沖擊電流下的接地阻抗相乘進行修正，得到接地體在不用幅值的大沖擊電流下的接地阻抗。