CN104181416B - 一种直流接地极温升特性检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种直流接地极温升特性检测方法，所述方法包括以下步骤：01,选取单元电极A和单元电极B，在单元电极A和单元电极B上布置温度传感器；02，将所述单元电极A埋设于户外实际土壤环境中；03，根据所述单元电极A的直流接地电阻测量结果，确定零电位点位置；04，根据所述零电位点位置，将所述单元电极B埋设于户外实际土壤环境中；05，安装辅助设备；06，给所述单元电极通电。本发明可满足直流接地极温升特性试验要求，真实准确反应接地极最大暂态温升情况，从而用于直流接地极温升特性的评估。

Description

一种直流接地极温升特性检测方法

技术领域:

本发明涉及一种检测方法，具体讲涉及一种用于高压直流接地极温升特性的检测方法。

背景技术：

当直流输电系统建设初期和单级故障检修的情况下，直流接地极采取单级大地回线方式运行。巨大的直流电流经接地极流散到周围土壤中，引起接地极及周围土壤发热，使土壤温度升高。当温度升高到一定程度时，土壤中的水分将可能被蒸发掉，土壤的导电性变差，电极出现热不稳定，严重时将丧失运行功能。因此准确评估直流接地极温升特性对直流输电系统的安全运行非常重要。

在直流接地极温升特性方面的研究，主要采用数值计算和模拟试验的方法。数值计算基于对接地极参数的准确测量，但是土壤电阻率、热导率以及热容率等相关参数会随着温度、水位而发生变化，无法准确评估直流接地极温升特性。模拟试验是将微型的接地极埋设在模拟槽内，采用铜-康铜热电偶测量土壤不同位置的温升，并用温度巡测装置记录。

现有的试验研究中存在以下问题：1)实验室小型模拟槽中土壤环境与实际土壤环境相差甚远；2)接地极通电电流与工程实际不相符，通电时间短。

发明内容：

为了克服现有技术中所存在的上述不足，本发明提供一种直流接地极温升特性检测方法，通过开展户外真型试验，以实现对高压直流接地极最大暂态温升的评估。

本发明提供的技术方案是：一种直流接地极温升特性检测方法，所述方法包括以下步骤：

01,选取单元电极A和单元电极B，在单元电极A和单元电极B上布置温度传感器；

02，将所述单元电极A埋设于户外实际土壤环境中；

03，根据所述单元电极A的直流接地电阻测量结果，确定零电位点位置；

04，根据所述零电位点位置，将所述单元电极B埋设于户外实际土壤环境中；

05，安装辅助设备；

06，给所述单元电极通电。

优选的，所述单元电极A和所述单元电极B的直径、埋深以及电极周围焦炭床截面与工程实际情况一致。

优选的，所述步骤03通过如下方法确定零电位点位置：

001)，设置电位极与所述单元电极A相隔100m，测量所述单元电极A的直流接地电阻；

002)，以远离所述单元电极A的方向移动所述电位极的位置，测量所述单元电极A的直流接地电阻；

003)，比较当前测得的所述单元电极A的直流接地电阻和前一次测得的所述单元电极A的直流接地电阻，根据比较结果确定进行步骤004)或步骤005)。

004)，如果当前测得的直流接地电阻与前一次测得的直流接地电阻相差小于或等于5％，则把当前电位极的位置作为零电位点，并记录所述电位极与所述单元电极A的距离d；

005)，如果当前测得的直流接地电阻与前一次测得的直流接地电阻相差大于5％，则跳转至所述步骤002)。

优选的，所述步骤04中所述单元电极B与所述单元电极A之间的距离为所述零电位点与所述单元电极之间距离的两倍。

优选的，所述步骤05包括：将所述单元电极A与分流器的一端连接，所述单元电极A上的温度传感器和所述单元电极B上的温度传感器分别通过光纤与温度巡检仪的输入端连接，所述温度巡检仪的输出端与计算机连接。

优选的，所述步骤06包括：通过数值计算接地极上的最大溢流密度Jmax，进而得出接地极上各个单元段的最大流散电流I，I＝JmaxΔL，其中ΔL为单元段的长度；设定最大流散电流I的裕度后，以最大流散电流I作为通电电流给单元电极A和单元电极B通电，通电时间为30天。

进一步，通电操作为：将分流器的另一端连接直流电源的正极，所述单元电极B与所述直流电源的负极连接，所述分流器两端并联万用表，调节所述直流电源的输出，使所述单元电极A和所述单元电极B的通电电流为所述最大流散电流I。

进一步，所述温度传感器实时监测所述单元电极A和所述单元电极B上的温度信号，并将测得的温度信号通过光纤上传给温度巡检仪；所述温度巡检仪实时记录温度传感器测得的温升数据，并将温升数据上传给计算机，所述计算机对接收到的温升数据进行存储，显示和分析。

与最接近的技术方案相比，本发明具有如下显著进步：

1、单元电极直径、埋深以及电极周围焦炭床截面与实际工程一致,最大程度地模拟工程实际情况，使检测结果更加准确可靠。

2、通过测定单元电极A的直流接地电阻，确定零电位点位置，并测得二者之间的距离d；在距离单元电极A两倍d的位置埋设单元电极B，可消除两个电极之间电场的相互影响。

3、通过数值计算得出接地极上最大溢流密度Jmax，进而得出接地极上各个单元段的最大流散电流I＝JmaxΔL，ΔL为单元段长度，并以最大流散电流I作为通电电流，可准确反映接地极上流散电流的极限情况。

4、所述的温升试验通流时间为30天。直流接地极工程中，设计单级大地回路运行时间为30天，可准确反映接地极运行过程中最大温升情况。

5、单元电极A与电源正极连接，作为阳极；单元电极B与电源负极连接，作为阴极；电极A和B串联通电，可全面反映接地极单级大地阳极或阴极运行时温升情况。

6、在电极上安装多个温度传感器，可测定电极上不同位置的温度，温度巡检仪实时显示并记录测试结果，可反映接地极单级大地运行时最大暂态温升情况。

附图说明：

图1为本发明接线原理图；

图2为单元电极埋设图；

图3为检测方法的流程图；

其中：1-光缆；2-温度传感器；3-单元电极B；4-单元电极A；5-电源；6-分流器；7-万用表；8-地面；9-电极；10-土壤；11-焦炭床。

具体实施方式：

为了更好地理解本发明，下面结合说明书附图和实例对本发明的内容做进一步地说明。

本发明检测与原理图如图1所示：由直流电源-5、分流器-6、温度巡检仪、光缆-1、导线、单元电极、温度传感器-2、万用表-7和计算机组成。

其中直流电源-5为额定电流为300A、额定电压为800V的直流电源-5，用于给单元电极供电；温度巡检仪用于实时记录温度传感器-2测得的温升数据；温度传感器-2用于测定电极上温度值；分流器-6用于检测试验回路电流；万用表-7用于测分流器-6两端电压；导线用于构成试验回路；光纤连接温度传感器-2和温度巡检仪，进行数据传输；计算机用于实时观测温升数据。

进行检测实验时：第一步埋设单元电极A-4：

选取直流接地极的2个单元段A和B作为研究对象，在其上布置5个的温度传感器-2，并将单元电极A-4埋设于户外实际土壤-10环境中，如图2所示：单元电极-9安装在焦炭床-11中心，电极-9埋深、焦炭床-11截面尺寸与实际接地极工况一致。

第二步：确定零电位点的距离：

理论上零电位点为无穷远处，但实际中不可能取到无穷远处。本发明通过单元电极的直流接地电阻测量结果确定零电位点的位置。设定电位极与单元电极相隔100m，逐渐移动电位极的位置，直到相邻两次测得直流接地电阻值相差小于5％为止，此时电位极所在的位置即为零电位点，并测量零电位点到单元电极A-4的距离d。

第三步，埋设单元电极B-3

在距离单元电极A-4两倍d的位置埋设电极B。

第四步：安装辅助设备

按照附图1中的接线原理安装分流器-6、温度巡检仪、温度传感器-2、万用表-7和计算机。

第五步，给电极串联通电

通过数值计算得出接地极上最大溢流密度Jmax，进而得出电极上单元段最大流散电流I＝JmaxΔL，其中ΔL为单元段的长度，为最大流散电流I设定裕度后，以此电流给单元电极充电，通电时间为30天；

充电操作为：单元电极A-4通过分流器-6与电源-5正极连接，作为阳极；单元电极B-3与电源-5负极连接，作为阴极；电极A和B经土壤-10串联通电，可真实反应直流接地极单极运行(阳极运行或阴极运行)时最大暂态温升的情况。

第六步，温度传感器-2测定电极上不同位置的温升，并通过光纤将温升数据上传给温度巡检仪，温度巡检仪记录温度传感器-2测得温升数据；

第七步，温度巡检仪将数据传输给计算机，计算机对试验结果进行数据显示，存储和分析。

以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。

Claims (7)

1.一种直流接地极温升特性检测方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

01，选取单元电极A和单元电极B，在单元电极A和单元电极B上布置温度传感器；

02，将所述单元电极A埋设于户外实际土壤环境中；

03，根据所述单元电极A的直流接地电阻测量结果，确定零电位点位置；

04，根据所述零电位点位置，将所述单元电极B埋设于户外实际土壤环境中；

05，安装辅助设备；

06，给所述单元电极通电；

所述步骤03通过如下方法确定零电位点位置：

001)，设置电位极与所述单元电极A相隔100m，测量所述单元电极A的直流接地电阻；

002)，以远离所述单元电极A的方向移动所述电位极的位置，测量所述单元电极A的直流接地电阻；

003)，比较当前测得的所述单元电极A的直流接地电阻和前一次测得的所述单元电极A的直流接地电阻，根据比较结果确定进行步骤004)或步骤005)；

004)，如果当前测得的直流接地电阻与前一次测得的直流接地电阻相差小于或等于5％，则把当前电位极的位置作为零电位点，并记录所述电位极与所述单元电极A的距离d；

005)，如果当前测得的直流接地电阻与前一次测得的直流接地电阻相差大于5％，则跳转至所述步骤002)。

2.如权利要求1所述的一种直流接地极温升特性检测方法，其特征在于：

所述单元电极A和所述单元电极B的直径、埋深以及电极周围焦炭床截面与工程实际情况一致。

3.如权利要求1所述的一种直流接地极温升特性检测方法，其特征在于：

所述步骤04中所述单元电极B与所述单元电极A之间的距离为所述零电位点与所述单元电极之间距离的两倍。

4.如权利要求1所述的一种直流接地极温升特性检测方法，其特征在于：

所述步骤05包括：将所述单元电极A与分流器的一端连接，所述单元电极A上的温度传感器和所述单元电极B上的温度传感器分别通过光纤与温度巡检仪的输入端连接，所述温度巡检仪的输出端与计算机连接。

5.如权利要求4所述的一种直流接地极温升特性检测方法，其特征在于：

所述步骤06包括：通过数值计算接地极上的最大溢流密度Jmax，进而得出接地极上各个单元段的最大流散电流I，I＝JmaxΔL，其中ΔL为单元段的长度；设定最大流散电流I的裕度后，以最大流散电流I作为通电电流给单元电极A和单元电极B通电，通电时间为30天。

6.如权利要求5所述的一种直流接地极温升特性检测方法，其特征在于：

通电操作为：将分流器的另一端连接直流电源的正极，所述单元电极B与所述直流电源的负极连接，所述分流器两端并联万用表，调节所述直流电源的输出，使所述单元电极A和所述单元电极B的通电电流为所述最大流散电流I。

7.如权利要求4所述的一种直流接地极温升特性检测方法，其特征在于：

所述温度传感器实时监测所述单元电极A和所述单元电极B上的温度信号，并将测得的温度信号通过光纤上传给温度巡检仪；所述温度巡检仪实时记录温度传感器测得的温升数据，并将温升数据上传给计算机，所述计算机对接收到的温升数据进行存储，显示和分析。