[發(fā)明專利]一種基于電能畸變的復(fù)雜地形散流阻抗匹配能性評估系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010854020.0
• 申請日: 2020-08-24
• 公開（公告）號: CN111983358B
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭蕾;劉欣彤;吳統(tǒng)帥
• 申請（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G06Q10/06
• 代理公司: 武漢聚信匯智知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42258
• 代理人: 馬尚偉

一種基于電能畸變的復(fù)雜地形散流阻抗匹配能性評估系統(tǒng)，其特征在于評估系統(tǒng)包括被測桿塔、被測塔下接地裝置、塔下山體、旁側(cè)桿塔、無線通訊模塊、中央數(shù)據(jù)處理器、基準(zhǔn)波沖擊發(fā)生器、太陽能電池組、回波采集器、基準(zhǔn)波沖擊輸出觸點、上位機。基于電能畸變的桿塔與接地裝置復(fù)雜地形的散流阻抗能性評估步驟為：中央數(shù)據(jù)處理器控制基準(zhǔn)波沖擊發(fā)生器通過基準(zhǔn)波沖擊輸出觸點向桿塔發(fā)出基準(zhǔn)沖擊電壓波形，并掃描回波采集器的回饋波形，中央數(shù)據(jù)處理器結(jié)合回饋波形計算出散流阻抗能性評判因子。對評測因子進(jìn)行評估得到散流阻抗能性。本發(fā)明能有效評估復(fù)雜地形下的散流阻抗能性，從而實現(xiàn)對于電能畸變的桿塔與接地裝置的工程改良與安全測評。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種基于電能畸變的復(fù)雜地形散流阻抗匹配能性評估系統(tǒng)，其主要應(yīng)用在雷電防護領(lǐng)域中。

背景技術(shù)

目前，電網(wǎng)的發(fā)展十分迅速，供配電網(wǎng)協(xié)調(diào)運行已經(jīng)形成了龐大的電力系統(tǒng)。由于輸電線路經(jīng)過的復(fù)雜的地形以及惡劣的天氣，雷擊跳閘造成的故障占總輸電線路故障的60％，其成為了輸電線路的主要故障類型，一般輸電線路的防雷措施是通過桿塔、接地裝置及周邊土壤對雷電流進(jìn)行散流泄放，防止輸電桿塔塔頂電壓過高引發(fā)閃絡(luò)使雷電流擊中輸電線。然而在復(fù)雜的山區(qū)地形，輸電線路的散流路徑相較平地較為狹窄，導(dǎo)致輸電線路的散流阻抗相較平坦地形下的散流阻抗有較大區(qū)別，這使得原本的輸電線路桿塔、接地裝置的散流阻抗設(shè)計不再適用，雷擊跳閘事故頻發(fā)。因此，為了保證復(fù)雜地形輸電線路的安全運營，對于復(fù)雜地形的桿塔與接地裝置散流阻抗匹配能性的評估十分重要。

由于桿塔的設(shè)計需考慮力學(xué)性質(zhì)與電學(xué)性質(zhì)，其阻抗往往與電學(xué)的理想阻抗存在差異，接地裝置因腐蝕等因素其阻抗多變，當(dāng)桿塔與接地裝置阻抗不夠匹配時，電流通過桿塔與接地裝置銜接處時其能量會發(fā)生畸變，畸變的能量會折返回桿塔塔頂造成閃絡(luò)故障，傳統(tǒng)的輸電線路散流阻抗測量設(shè)備成本昂貴，步驟繁雜，人力要求較高，為了實現(xiàn)桿塔與接地裝置散流阻抗匹配能性的實時精準(zhǔn)評測，可將阻抗不匹配時其產(chǎn)生的電能畸變波形采集起來，用于分析桿塔與接地裝置的阻抗匹配能性是否達(dá)標(biāo)，由此對復(fù)雜地形的輸電線路鋪設(shè)與桿塔、接地裝置的設(shè)計提供主要的工程參考，實現(xiàn)輸電線路的安全運維。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了提供一種基于電能畸變的復(fù)雜地形散流阻抗匹配能性評估系統(tǒng)以及評測方法。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案如下，包含以下幾個步驟：

第一步：建立基于電能畸變的復(fù)雜地形散流阻抗匹配能性評估平臺，該評估平臺包括散流阻抗匹配能性評估裝置、被測桿塔、被測塔下接地裝置、塔下山體、旁側(cè)桿塔、無線通訊模塊、中央數(shù)據(jù)處理器、基準(zhǔn)波沖擊發(fā)生器、太陽能電池組、回波采集器、基準(zhǔn)波沖擊輸出觸點、上位機；

所述被測桿塔、被測塔下接地裝置、塔下山體、旁側(cè)桿塔正常連接；

所述無線通訊模塊與上位機進(jìn)行云端通訊，報告評估結(jié)果；

所述中央數(shù)據(jù)處理器結(jié)合回波采集器回饋波形計算出散流阻抗匹配能性評判因子，上報上位機；

所述基準(zhǔn)波沖擊發(fā)生器外連基準(zhǔn)波沖擊輸出觸點，向被測桿塔塔頂輸出沖擊電壓基準(zhǔn)波；

所述太陽能電池組外設(shè)太陽能電池板為設(shè)備續(xù)航供電；

第二步：上位機向云端發(fā)送評估申請，開始復(fù)雜地形的散流阻抗匹配能性評估；

第三步：中央數(shù)據(jù)處理器收到申請，由基準(zhǔn)波沖擊發(fā)生器通過基準(zhǔn)波沖擊輸出觸點向桿塔發(fā)出基準(zhǔn)沖擊電壓波形，并掃描回波采集器的回饋波形；

第四步：中央數(shù)據(jù)處理器結(jié)合回波采集器回饋波形計算出散流阻抗匹配能性評判因子Ω：