[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

技術領域

本發明屬于電力系統測量領域，尤其涉及一種沖擊接地阻抗測量系統及測量方法。

背景技術

沖擊接地阻抗是發電廠、變電站以及輸電線路桿塔接地裝置的重要技術指標，是評估廠站和桿塔遭受雷擊時接地系統安全性、有效性的重要參數。當電力系統遭受雷擊時，若接地裝置的沖擊接地阻抗過大，則會導致地電位抬升過大，從而使設備絕緣遭受破壞，影響安全供電，而且跨步電壓也會超過正常值，威脅工作人員的人身安全。隨著電力系統容量的不斷增大，電壓等級的不斷提高，操作、雷電等暫態故障電流對電力系統的影響也越來越大，因此對接地裝置的散流特性提出了更高的要求。電力系統運行經驗表明，大多數輸電線路事故都是由于雷擊輸電線路或桿塔引起跳閘所致。根據電網故障分類統計表明，高壓線路運行的總跳閘次數中，由雷擊引起的次數占40％～70％。而輸電線路桿塔遭受雷擊時，接地裝置的沖擊接地阻抗直接決定了雷擊時塔頂的電位，從而影響絕緣子串承受的過電壓和反擊概率，因此線路的防雷水平很大程度上取決于桿塔的接地系統沖擊接地阻抗值。發電廠、變電站作為電能源頭和電廠連接用戶的中轉站，遭受雷擊概率也較高，其安全性能與電力系統能否穩定運行直接相關，而其接地性能也直接決定了其防雷性能。因此獲取接地系統沖擊接地阻抗是接地系統設計、驗收和運行過程中的必要環節，是保障電力系統安全運行的不可或缺的重要工作。

然而在沖擊電流作用下，接地裝置的沖擊接地阻抗會呈現出復雜的非線性，準確預測沖擊接地阻抗是非常困難的。目前，對沖擊接地阻抗的研究主要分為兩大類，一是理論仿真研究，二是試驗研究。隨著計算機技術的發展，仿真研究得到了很大的發展。仿真接地裝置的暫態特性主要有以下幾種方法：傳輸線理論，電路理論，電磁場理論、有限元方法，但這些方法都有一定的局限性，與實際接地裝置的沖擊特性存在一定的偏差，試驗研究仍然是目前研究沖擊接地阻抗最直接最有效的方法，試驗研究又分為真型試驗和模擬試驗。真型試驗是完全依照接地裝置的實際情況來進行試驗，采用與接地裝置相同或相近尺寸的接地極，所加的電流也基本類似于實際的雷電流或操作沖擊電流，因此真型試驗可以很好地研究沖擊接地阻抗的電感效應和火花效應，得出的結論也具有較高的可信度，從而被眾多學者與研究人員所采用。但目前真型試驗所需的沖擊電流發生器體積龐大、操作復雜，運輸和現場裝配困難，一次試驗成本非常高，并且高壓現場沖擊測試危險性較高。模擬試驗是基于相似原理，將實際接地裝置的電流幅值、前沿、脈寬和幾何尺寸等按照一定比例縮小，在小尺寸的模擬沙坑中進行試驗，因此可以方便地研究電阻率、埋深、接地體尺寸、形狀等因素對沖擊接地阻抗特性的影響。但模擬試驗在進行空間和時間尺度縮小時并沒有縮小土壤的顆粒、空隙等因素，所以模擬試驗的準確性還有待進一步驗證。并且在模擬試驗時，所施加沖擊電流的前沿一般需要在百納秒以內，這在模擬試驗中也是比較難實現的。因此亟需一種簡單、有效、低成本但又具有較高準確度的沖擊接地阻抗的測量系統以解決沖擊接地阻抗存在的技術問題。

發明內容：

本發明要解決的技術問題是：提供一種沖擊接地阻抗測量系統及測量方法，以解決現有技術中對接地系統沖擊接地阻抗測量采用模擬實驗或仿真方法測量存在準確性差，測量復雜，成本高等問題。

本發明技術方案：

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輸出端與示波器輸入端連接。

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。

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。