[實用新型]一種垂直接地極溫升特性的檢測系統

有效

• 申請號: 201720702998.9
• 申請日: 2017-06-15
• 公開（公告）號: CN206930605U
• 公開（公告）日: 2018-01-26
• 發明（設計）人: 張義;饒宏;蔡漢生;賈磊;劉剛;胡上茂;馮賓;施健;廖民傳;胡泰山;魯海亮;陳斌;騰蕓;潘卓洪;文習山
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司;中國南方電網有限責任公司電網技術研究中心
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20
• 代理公司: 北京中博世達專利商標代理有限公司11274
• 代理人: 申健

技術領域

本實用新型涉及直流輸電技術領域，尤其涉及一種垂直接地極溫升特性的檢測系統。

背景技術

接地極是指埋入大地以便與大地連接的電極，接地極是直流輸電工程中的重要組成部分。傳統的接地極大多為圓環形，水平埋設在土壤淺層，這種接地極稱為水平接地極，水平接地極不但占地面積較大，還要求極址具有廣闊且平坦的地帶，然而隨著直流輸電技術的迅速發展，水平接地極選址難、征地難的問題日益突出。為克服上述問題，垂直接地極就得到了廣泛應用。與水平接地極相比，垂直接地極是垂直插入土壤中，不僅可將入地電流導入地下深處，還具有占地面積小、有效降低接地電阻和跨步電壓的優勢。

然而，對于垂直接地極來說，也具有一些難以克服的缺陷，例如，由于端部效應的存在，電流沿垂直接地極的分布是不均勻的，這就導致垂直接地極端部的電流密度和溫升較高，若設計不當，溫升過高時將嚴重影響垂直接地極的熱穩定性。并且，針對目前已投運的直流輸電系統來說，絕大多數直流輸電系統采用兩端直流輸電方式，在直流工程建設初期，因檢修導致一極須退出運行時，垂直接地極將會工作在大地回線方式下，此時經垂直接地極入地的電流為系統額定電流。強大的入地電流引起饋電棒及附近土壤的發熱。土壤溫度升高引起水分蒸發，嚴重時可能因高溫而硬化結塊，導致垂直接地極無法正常工作。因此準確評估垂直接地極的溫升特性對直流輸電系統的安全運行非常重要。

在現有技術中，通常采用模擬仿真的方式對垂直接地極溫升特性進行研究，但模擬仿真并無法準確體現出垂直接地極在實際土壤中溫升特性。若想在實際土壤中對垂直接地極的溫升特性進行測試，就需采用針對圓環形電極設計的溫升試驗裝置，但是該裝置也無法對垂直接地極的電流分布進行準確的模擬，因而無法滿足垂直接地極溫升特性研究的需要。

實用新型內容

本實用新型提供了一種垂直接地極溫升特性的檢測系統，可真實反映垂直接地極在實際土壤中的溫升情況，進而用于垂直接地極的溫升特性評估。

為達到上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

本實用新型提供了一種垂直接地極溫升特性的檢測系統，包括：

導電容器；所述導電容器內容納有回填料層和土壤樣品；所述土壤樣品位于所述導電容器的容器壁與所述回填料層的外壁之間；

金屬電極，所述金屬電極的第一端從所述導電容器的中心垂直插入，所述金屬電極的第二端通過串聯的電流測量裝置和供電裝置與所述導電容器的容器壁相連；所述金屬電極的第二端還通過電壓測量裝置與所述導電容器的容器壁相連；

所述回填料層的內壁接觸所述金屬電極插入所述導電容器的部分；

至少一個溫度信號采集裝置，所述溫度信號采集裝置設于所述金屬電極位于所述導電容器內的部分的表面和/或設于所述土壤樣品中。

在本實用新型所提供的垂直接地極溫升特性的檢測系統中，用導電容器模擬回流極，進而模擬垂直接地極的散流情況，用土壤樣品模擬真實大地，用垂直插入到導電容器內的金屬電極模擬垂直接地極，并且通過溫度信號采集裝置，采集對應位置處的金屬電極的溫度信號和/或對應位置處的土壤樣品的溫度信號。其中，金屬電極的第二端通過串聯的電流測量裝置和供電裝置與導電容器的容器壁相連，供電裝置向金屬電極供電，模擬向垂直接地極持續通入直流電流信號，進而根據電流測量裝置所測量的直流電流信號的大小、以及所采集的各測點的溫度信號，獲取在一定的直流電流信號下的各測點的溫度變化情況。為了獲取土壤電阻率，金屬電極的第二端還通過電壓測量裝置與導電容器的容器壁相連，進而根據電壓測量裝置所測量的金屬電極與導電容器的容器壁之間的電極電壓信號的大小、以及所采集的各測點的溫度信號，獲取在一定土壤電阻率下的各測點的溫度變化情況。此外，還可獲取在一定的金屬電極長度、金屬電極埋深、以及回填料層截面積下的各測點的溫度變化情況，進而根據所獲取的各測點的溫度變化情況，對金屬電極的暫態溫升特性進行分析與研究。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。

圖1為本實用新型實施例所提供的垂直接地極溫升特性的檢測系統的結構示意圖一；

圖2為本實用新型實施例所提供的垂直接地極溫升特性的檢測系統的結構示意圖二。

附圖標記說明：

1-導電容器；2-金屬電極；