CN102435918A - 接地装置雷电冲击特性的大电流户外真型模拟试验方法 - Google Patents

接地装置雷电冲击特性的大电流户外真型模拟试验方法 Download PDF

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余绍峰
张波
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State Grid Corp of China SGCC
Electric Power Research Institute of State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd
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Tsinghua University
Zhejiang Electric Power Test and Research Insititute
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Abstract

本发明涉及一种用于高压输电线路杆塔接地装置防雷特性的模拟测试方法。目前冲击接地的试验过程中，或者试验模型与实际接地装置相比存在规模小、简单化的问题，或者试验电源与实际雷电流相差很远，造成模拟试验与实际情况存在较大差距。本发明的步骤如下：首先测定试验场地的土壤电阻率；由接地装置的工频接地电阻测量结果确定冲击接地试验时电压参考点的位置；冲击接地试验时，对电压和电流引线进行布置；进行接地装置大电流冲击接地测量；再次测量接地装置的工频接地电阻，所有电极位置与前次相同；进行冲击试验结果分析。本发明缩小了模拟试验与实际情况存在的差距，可应用于对高压输电线路杆塔接地装置降阻设计方案的优化和冲击特性的评估。

Description

接地装置雷电冲击特性的大电流户外真型模拟试验方法
技术领域
本发明涉及过电压安全保护技术领域，具体地说是一种用于高压输电线路杆塔接地装置防雷特性的模拟测试方法，用以实现对高压输电线路杆塔接地装置冲击特性的评估，尤其适用于接地装置的初始设计阶段和运行评估阶段。
背景技术
杆塔接地装置需要在输电线路或杆塔遭受雷击时，向大地泄放雷电流，使杆塔的电位升尽可能小，以便降低雷电反击跳闸率，因此接地装置的设计和评估对输电线路的雷电防护十分重要。
在杆塔接地装置的设计方面，传统的做法是利用经验公式计算或者查找已有冲击系数列表。但接地装置结构、材料、所处土壤性质的变化都可能使得公式或列表不适用，需要开展冲击接地试验。但目前的试验研究存在以下问题：1、在实验室小型模拟池中进行模拟试验，所用接地系统远小于实际接地装置；2、采用的冲击电源能量很小，产生的瞬态电流很小，与实际雷电流相距较远；3、试验模型单一、简单，而实际杆塔的接地装置复杂、多样。
总之，目前冲击接地的试验过程中，或者试验模型与实际接地装置相比存在规模小、简单化的问题，或者试验电源与实际雷电流相差很远，造成模拟试验与实际情况存在较大差距，需要开展大电流真型模拟实验。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种接地装置雷电冲击特性的大电流户外真型模拟实验方法，用以作为接地装置优化设计和运行评估的前提和基础。
为此，本发明采用的技术方案如下：接地装置雷电冲击特性的大电流户外真型模拟试验方法，其步骤如下：1)首先测定试验场地的土壤电阻率；2)由被测接地装置的工频接地电阻测量结果确定冲击接地试验时电压参考点的位置；3)冲击接地试验时，试验用冲击电流发生器与被测接地装置、电流回流极呈三角形布置，且冲击电流发生器与电压参考点分别布置在被测接地装置与电流回流极所连直线的两侧；4)分别改变冲击电流发生器充电电压、波头时间、电压参考点位置，测量电流注入极、回流极引出点的电流波形和电压波形，并测量电流在被测接地装置中的分布；5)再次测量被测接地装置的工频接地电阻，所有电极位置与前次相同；6)进行冲击试验结果分析。
试验须针对具有实际接地装置规模的模拟接地装置进行，应当涵盖水平、垂直、十字等典型接地装置的试验，并在实际接地装置上进行；需要具备5kA以上的8\20us标准雷电流发生器；试验用电流回流极应当距被测接地装置30m以上。
步骤2)中，分别使用直线法和30°夹角法测量工频接地电阻，在30°夹角法中改变电压参考点的位置，当直线法和30°夹角法测量结果一致时，选择此时30°夹角法中的电压参考点位置作为冲击接地试验时的电压参考点。
本发明可以满足接地装置雷电冲击特性的大电流户外真型模拟试验要求，本发明的试验方法缩小了模拟试验与实际情况存在的差距，可应用于对高压输电线路杆塔接地装置降阻设计方案的优化和冲击特性的评估。
下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
附图说明
图1为本发明进行冲击特性测量的引线路径布置图。
图2为本发明典型十字形接地装置电流注入极的电压(曲线A)、电流(曲线B)测量结果。
具体实施方式
本发明提出的接地装置雷电冲击特性的大电流户外真型模拟试验方法，其试验引线布置如图1所示。试验所用设备如下表所示：
Figure BDA0000091181050000031
本发明的步骤分为六个阶段：
1、土壤电阻率的四极法测量
采用国家标准GB/T 17949.1-2000《接地系统的土壤电阻率、接地阻抗和地面电位测量导则第1部分：常规测量》推荐的四极法测量土壤电阻率。从试验场选择2个点，从相互垂直的两个方向分别测量。接地极插入深度要小于极间距离的1/10。
2、冲击接地试验时电压参考点的选取
为了减少冲击测量时电压引线和电流引线之间的干扰，冲击试验应选用30°夹角法测量，为需要确定电压参考点位置。本发明提出由接地装置的工频接地电阻测量结果确定冲击时电压参考点位置的方法。工频接地电阻测量采用国家标准GB/T 17949.1-2000《接地系统的土壤电阻率、接地阻抗和地面电位测量导则第1部分：常规测量》推荐的电位降法进行测量。分别使用直线法(电压和电流引线距离大于10m)和30°夹角法测量工频接地电阻，在30°夹角法中改变电压参考点的位置，当直线法和30°夹角法测量结果一致时，选择此时30°夹角法中的电压参考点位置作为冲击测量时的电压参考点位置。
3、冲击接地试验时电压和电流引线的布置
为了进一步减少电压引线和电流引线之间的干扰，以及冲击电流发生器1对测量的干扰，本发明提出冲击电流发生器1与被测接地装置2、电流回流极3呈三角形布置，且冲击电流发生器1与电压参考点接地极4分别布置在被测接地装置2与电流回流极3所连直线的两侧，详见附图1。
4、接地装置大电流冲击接地测量
采用国家标准GB/T 17949.1-2000《接地系统的土壤电阻率、接地阻抗和地面电位测量导则第1部分：常规测量》推荐的电位降法测量冲击接地电阻。所有电极位置由步骤2确定，其中电流回流极距接地装置中心50米以内。分别改变冲击电流发生器充电电压、波头时间、电压参考点位置，测量电流注入极5、电流回流极3引出点的电流波形和电压波形，并测量电流在接地装置中的分布。本发明采用示波器6、7存储电压、电流波形，用分压器8测量电流注入极电压、回流极电压或接地体(即被测接地装置)另一端电压，用线圈9测量电流注入极电流。
5、大电流冲击接地测量后的工频接地电阻测量
再次测量工频接地电阻，所有电极位置与前次相同。
6、冲击试验结果分析
分析结果如图2所示。

Claims (3)

1.接地装置雷电冲击特性的大电流户外真型模拟试验方法，其步骤如下：1)首先测定试验场地的土壤电阻率；2)由被测接地装置的工频接地电阻测量结果确定冲击接地试验时电压参考点的位置；3)冲击接地试验时，试验用冲击电流发生器与被测接地装置、电流回流极呈三角形布置，且冲击电流发生器与电压参考点分别布置在被测接地装置与电流回流极所连直线的两侧；4)分别改变冲击电流发生器充电电压、波头时间、电压参考点位置，测量电流注入极、电流回流极引出点的电流波形和电压波形，并测量电流在被测接地装置中的分布；5)再次测量被测接地装置的工频接地电阻，所有电极位置与前次相同；6)进行冲击试验结果分析。
2.根据权利要求1所述的接地装置雷电冲击特性的大电流户外真型模拟试验方法，其特征在于，步骤1)中，采用四极法测量土壤电阻率。
3.根据权利要求1所述的接地装置雷电冲击特性的大电流户外真型模拟试验方法，其特征在于，步骤2)中，分别使用直线法和30°夹角法测量工频接地电阻，在30°夹角法中改变电压参考点的位置，当直线法和30°夹角法测量结果一致时，选择此时30°夹角法中的电压参考点位置作为冲击接地试验时的电压参考点。
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Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102721907A (zh) * 2012-06-13 2012-10-10 南方电网科学研究院有限责任公司 用于高海拔地区工频和冲击叠加电压试验的方法
CN102928673A (zh) * 2012-10-25 2013-02-13 清华大学 获取冲击接地电阻的方法
CN102981089A (zh) * 2012-12-12 2013-03-20 上海市电力公司 架空绝缘导线雷击电老化的微型模拟系统
CN103424652A (zh) * 2013-07-30 2013-12-04 中国电力科学研究院 一种大模拟尺寸大幅值接地体冲击特性模拟试验方法和装置
CN103592579A (zh) * 2013-07-30 2014-02-19 中国电力科学研究院 一种冲击放电电压计算模型构建方法
CN103837775A (zh) * 2014-03-17 2014-06-04 国家电网公司 一种接地网腐蚀诊断的方法及装置
CN103901328A (zh) * 2014-03-26 2014-07-02 国家电网公司 一种适用于输电线路杆塔接地体雷电冲击特性的计算方法
CN103954842A (zh) * 2014-04-03 2014-07-30 贵州电力试验研究院 一种确定大型接地系统接地阻抗值的方法
CN104155526A (zh) * 2014-08-01 2014-11-19 云南电力试验研究院（集团）有限公司电力研究院 一种测量带避雷线的输电线路杆塔接地装置冲击接地阻抗的方法
CN104569608A (zh) * 2014-12-12 2015-04-29 国家电网公司 一种基于冲击大电流下的冲击接地阻抗现场测量方法
CN105182084A (zh) * 2015-07-02 2015-12-23 国家电网公司 一种利用小雷电流冲击测试得到接地装置冲击阻抗的方法
CN105652093A (zh) * 2015-12-30 2016-06-08 国家电网公司 一种接地装置冲击接地阻抗测试方法
CN106019013A (zh) * 2016-06-04 2016-10-12 福建优迪电力技术有限公司 一种高压杆塔防雷可靠性的综合诊断方法
CN106124900A (zh) * 2016-07-12 2016-11-16 南方电网科学研究院有限责任公司 条形导体的雷电冲击响应性能检测系统
CN106249072A (zh) * 2016-07-12 2016-12-21 南方电网科学研究院有限责任公司 高压交流输电设备的瞬态冲击性能检测系统
CN107247189A (zh) * 2017-07-26 2017-10-13 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种冲击接地阻抗的测试系统及其方法
CN107329056A (zh) * 2017-07-10 2017-11-07 国网浙江省电力公司宁波供电公司 用于配电线路自然接地体冲击特性的试验方法
CN107525972A (zh) * 2017-07-19 2017-12-29 国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院 一种利用便携式冲击发生器进行冲击测试的方法
CN109490591A (zh) * 2015-09-08 2019-03-19 苏州泰思特电子科技有限公司 高稳定性雷电冲击模拟器
CN110456237A (zh) * 2019-07-19 2019-11-15 清华大学 输电线路现场人工雷击实验中减小注入电流波形波头时间的系统及方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993021537A1 (en) * 1992-04-09 1993-10-28 Critec Pty. Ltd. Impedance measurement of lightning conductor earthing system
CN1237811A (zh) * 1999-07-09 1999-12-08 清华大学 在高土壤电阻率地区降低发变电站接地电阻的方法
CN101236222A (zh) * 2008-02-25 2008-08-06 四川电力试验研究院 运用冲击电流测量接地网电阻和电感的系统和方法
KR100936486B1 (ko) * 2007-12-31 2010-01-13 (재) 기초전력연구원 피뢰접지의 임펄스 임피던스 측정 장치 및 그 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993021537A1 (en) * 1992-04-09 1993-10-28 Critec Pty. Ltd. Impedance measurement of lightning conductor earthing system
CN1237811A (zh) * 1999-07-09 1999-12-08 清华大学 在高土壤电阻率地区降低发变电站接地电阻的方法
KR100936486B1 (ko) * 2007-12-31 2010-01-13 (재) 기초전력연구원 피뢰접지의 임펄스 임피던스 측정 장치 및 그 방법
CN101236222A (zh) * 2008-02-25 2008-08-06 四川电力试验研究院 运用冲击电流测量接地网电阻和电感的系统和方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张波等: "接地装置雷电冲击特性的大电流试验分析", 《高电压技术》 *

Cited By (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102721907A (zh) * 2012-06-13 2012-10-10 南方电网科学研究院有限责任公司 用于高海拔地区工频和冲击叠加电压试验的方法
CN102928673A (zh) * 2012-10-25 2013-02-13 清华大学 获取冲击接地电阻的方法
CN102981089B (zh) * 2012-12-12 2015-05-27 上海市电力公司 架空绝缘导线雷击电老化的微型模拟系统
CN102981089A (zh) * 2012-12-12 2013-03-20 上海市电力公司 架空绝缘导线雷击电老化的微型模拟系统
CN103424652A (zh) * 2013-07-30 2013-12-04 中国电力科学研究院 一种大模拟尺寸大幅值接地体冲击特性模拟试验方法和装置
CN103592579A (zh) * 2013-07-30 2014-02-19 中国电力科学研究院 一种冲击放电电压计算模型构建方法
CN103592579B (zh) * 2013-07-30 2016-03-09 国家电网公司 一种冲击放电电压计算模型构建方法
CN103837775A (zh) * 2014-03-17 2014-06-04 国家电网公司 一种接地网腐蚀诊断的方法及装置
CN103901328A (zh) * 2014-03-26 2014-07-02 国家电网公司 一种适用于输电线路杆塔接地体雷电冲击特性的计算方法
CN103954842B (zh) * 2014-04-03 2017-01-18 贵州电力试验研究院 一种确定大型接地系统接地电阻值的方法
CN103954842A (zh) * 2014-04-03 2014-07-30 贵州电力试验研究院 一种确定大型接地系统接地阻抗值的方法
CN104155526A (zh) * 2014-08-01 2014-11-19 云南电力试验研究院（集团）有限公司电力研究院 一种测量带避雷线的输电线路杆塔接地装置冲击接地阻抗的方法
CN104569608B (zh) * 2014-12-12 2019-06-14 国家电网公司 一种基于冲击大电流下的冲击接地阻抗现场测量方法
CN104569608A (zh) * 2014-12-12 2015-04-29 国家电网公司 一种基于冲击大电流下的冲击接地阻抗现场测量方法
CN105182084A (zh) * 2015-07-02 2015-12-23 国家电网公司 一种利用小雷电流冲击测试得到接地装置冲击阻抗的方法
CN109490591A (zh) * 2015-09-08 2019-03-19 苏州泰思特电子科技有限公司 高稳定性雷电冲击模拟器
CN109490591B (zh) * 2015-09-08 2021-04-06 苏州泰思特电子科技有限公司 高稳定性雷电冲击模拟器
CN105652093A (zh) * 2015-12-30 2016-06-08 国家电网公司 一种接地装置冲击接地阻抗测试方法
CN106019013A (zh) * 2016-06-04 2016-10-12 福建优迪电力技术有限公司 一种高压杆塔防雷可靠性的综合诊断方法
CN106249072A (zh) * 2016-07-12 2016-12-21 南方电网科学研究院有限责任公司 高压交流输电设备的瞬态冲击性能检测系统
CN106124900A (zh) * 2016-07-12 2016-11-16 南方电网科学研究院有限责任公司 条形导体的雷电冲击响应性能检测系统
CN106249072B (zh) * 2016-07-12 2019-12-27 南方电网科学研究院有限责任公司 高压交流输电设备的瞬态冲击性能检测系统
CN107329056A (zh) * 2017-07-10 2017-11-07 国网浙江省电力公司宁波供电公司 用于配电线路自然接地体冲击特性的试验方法
CN107525972A (zh) * 2017-07-19 2017-12-29 国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院 一种利用便携式冲击发生器进行冲击测试的方法
CN107247189A (zh) * 2017-07-26 2017-10-13 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种冲击接地阻抗的测试系统及其方法
CN107247189B (zh) * 2017-07-26 2024-02-06 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种冲击接地阻抗的测试系统及其方法
CN110456237A (zh) * 2019-07-19 2019-11-15 清华大学 输电线路现场人工雷击实验中减小注入电流波形波头时间的系统及方法

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