CN105717394A

CN105717394A - 基于高频电流注入的接地极引线故障监视方法

Info

Publication number: CN105717394A
Application number: CN201610096230.1A
Authority: CN
Inventors: 滕予非; 焦在滨; 李小鹏; 王鱼; 甄威
Original assignee: State Grid Corp of China SGCC; Electric Power Research Institute of State Grid Sichuan Electric Power Co Ltd
Current assignee: State Grid Corp of China SGCC; Electric Power Research Institute of State Grid Sichuan Electric Power Co Ltd
Priority date: 2016-02-22
Filing date: 2016-02-22
Publication date: 2016-06-29
Anticipated expiration: 2036-02-22
Also published as: CN105717394B

Abstract

本发明公开了一种基于高频电流注入的接地极引线故障监视方法，包括：在接地极引线首端注入高频电流信号，高频电流信号的频率满足不等式：其中，l_T为接地极引线的长度，f_in为高频电流信号的频率，L₁为接地极引线单位长度的电感量，C₁为接地极引线单位长度的电容量；在注入高频电流信号的同时测量接地极引线首端的同频电压信号；根据接地极引线测量阻抗的模值等于同频电压信号的幅值与高频电流信号的幅值之比获得接地极引线测量阻抗的模值；在接地极引线测量阻抗的模值小于整定值时判定接地极引线存在故障。本发明给出了注入的高频电流信号的频率选择范围，在此范围内可以保证接地极引线测量阻抗随着故障距离的增加而单调增大。

Description

基于高频电流注入的接地极引线故障监视方法

技术领域

本发明涉及特高压直流输电线路监控技术领域，具体涉及一种基于高频电流注入的接地极引线故障监视方法。

背景技术

特高压直流输电技术具有输送容量大、输电距离远、控制性能强等优点，在电能的远距离传输及区域电网互联中发挥了举足轻重的作用。接地极是特高压直流输电系统的重要组成部分，主要起到提供大地回流通路、建立系统电压参考点等作用。随着特高压直流输电工程的不断建设和投运，接地极的极址选择日趋困难，同时考虑到直流偏磁对换流站设备的影响，某些特高压直流输电工程的接地极距离换流站距离已超过100km，给接地极引线的保护带来严重的影响。此外，当特高压直流输电系统以双极平衡方式或者单极-金属回线方式运行时，接地极引线上无电流，给接地极引线的故障识别和处理带来了极大的挑战。

传统的接地极引线保护广泛采用电流不平衡保护原理，通过检测并列运行的两条接地极引线上直流电流不平衡度识别接地极引线故障，该方法具有很强的灵敏度。传统方式中也有将电流差动保护及过流保护应用于接地极引线的故障识别中，取得了较好效果。然而，以上方法均只能用于单极-大地回线运行方式，无法在双极平衡方式或单极-金属回线方式运行时及时发现接地极引线存在的隐患，可能导致在直流工程切换至单极-大地回线运行方式后发生故障，危及人畜生命安全。

为解决双极平衡方式运行时接地极引线故障识别问题，现有技术中提出了基于注入法的故障监视原理，采用注入脉冲信号和高频信号的方法检测相应的反射波和高频阻抗，进而识别故障。但由于接地极引线高频及暂态特征的研究并不充分，现有的阻抗监视策略在实际运行过程中存在拒动的情况，接地极引线故障监视结果的可靠性较低。

发明内容

本发明所要解决的是现有技术中基于注入法监视特高压直流输电接地极引线故障可靠性低的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种基于高频电流注入的接地极引线故障监视方法，包括：在接地极引线首端注入高频电流信号，高频电流信号的频率满足不等式：其中，l_T为接地极引线的长度，f_in为高频电流信号的频率，L₁为接地极引线单位长度的电感量，C₁为接地极引线单位长度的电容量；在注入高频电流信号的同时测量接地极引线首端的同频电压信号；根据接地极引线测量阻抗的模值等于同频电压信号的幅值与高频电流信号的幅值之比获得接地极引线测量阻抗的模值；在接地极引线测量阻抗的模值小于整定值时判定接地极引线存在故障。

现有的基于注入法的接地极引线阻抗监视方法，不能保证接地极引线测量阻抗随故障距离增加而单调变化，因而在实际运行过程中存在拒动的情况。本发明通过对接地极引线进行全频段阻抗-距离的特性分析，给出了注入的高频电流信号的频率选择范围，在此范围内可以保证接地极引线测量阻抗随着故障距离的增加而单调增大，提高了监视特高压直流输电接地极引线故障的可靠性，降低了接地极引线故障识别判据的整定难度。并且，现有的基于注入法的接地极引线阻抗监视方法需要注入频率为上万赫兹的电流信号，而本发明注入的高频电流信号的频率与接地极引线长度成反比，对于100千米长的接地极引线，需要注入的高频电流信号的频率仅为几百赫兹，因而对测量同频电压信号的信号采样装置无特殊要求，方便实施。

可选的，高频电流信号的频率还满足不等式：

π \times f_{i n} \times \sqrt{\frac{L_{1}}{C_{1}}} \times t a n (2 \times π \times l_{T} \times f_{i n} \times \sqrt{L_{1} \times C_{1}}) < k_{1} \times | Z_{n o r m a l} |,

其中，π为圆周率，k₁为第一可靠性系数且0＜k₁＜1，Z_normal为接地极引线正常运行阻抗。通过进一步限定注入的高频电流信号的频率范围，当接地极引线发生金属性短路故障时，最大的接地极引线测量阻抗的模值小于接地极引线正常运行阻抗的模值，且留有一定的裕度，从而保证本发明提供的接地极引线故障监视方法能够可靠地识别接地极引线的全线故障，并具有一定的耐过渡电阻的能力。

可选的，整定值为k₂×|Z_normal|，其中，k₂为第二可靠性系数且0＜k₂＜1。

可选的，接地极引线正常运行阻抗根据

Z_{n o r m a l} (s) = \frac{Z_{t e} (s) \times Z_{c} \times \sinh (γ \times l_{T})}{Z_{t e} (s) \times \cosh (γ \times l_{T}) + Z_{c} \times \sin h (γ \times l_{T})}

确定，其中，Z_normal(s)为复频域中的接地极引线正常运行阻抗，

Z_{t e} (s) = Z_{c} \times \sinh (γ \times l_{T}) + \frac{R_{p} \times Z_{c} \times \sinh (γ \times l_{T})}{R_{p} \times [\cosh (γ \times l_{T}) - 1] + Z_{c} \times \sin h (γ \times l_{T})}, Z_{c} = \sqrt{\frac{L_{1}}{C_{1}}}, γ = s \times \sqrt{L_{1} \times C_{1}},

R_p为接地极引线末端并联电阻的电阻值。

可选的，接地极引线采用同杆双回方式架设且接地极引线首端和接地极引线末端互联。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明提供的基于高频电流注入的接地极引线故障监视方法，在接地极引线首端注入高频电流信号，同时通过测量接地极引线首端的同频电压信号，间接获得接地极引线测量阻抗的模值，根据接地极引线测量阻抗的模值和整定值之间的关系可以判断出接地极引线是否发生故障。本发明提供的接地极引线故障监视方法给出了高频电流信号的频率选择范围，保证接地极引线测量阻抗随故障距离的变化关系是单调的，具有可靠地识别接地极引线全线故障的能力和一定的耐过渡电阻的能力。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1是本发明实施例的基于高频电流注入的接地极引线故障监视方法的流程示意图。

具体实施方式

针对现有的阻抗监视策略在实际运行过程中存在拒动的情况，发明人对接地极引线的全频带阻抗-距离特性进行了研究，将接地极引线模型简化为无损均匀传输线路与集中参数电阻串联的形式。由输电线路波过程的微分方程推导，可以得到单回线路上任意两点间电压、电流关系满足：

[\begin{matrix} U_{M} (s) \\ I_{M} (s) \end{matrix}] = J (s) [\begin{matrix} U_{K} (s) \\ I_{K} (s) \end{matrix}]

式(1)

J (s) = [\begin{matrix} \cosh (γ \times l) + \frac{r_{1} \times l}{Z_{c}} \times \sinh (γ \times l) & Z_{c} \times \sinh (γ \times l) + r_{1} \times l \times \cosh (γ \times l) \\ \frac{1}{Z_{c}} \times \sinh (γ \times l) & \cosh (γ \times l) \end{matrix}]

式(2)

γ = s \times \sqrt{L_{1} \times C_{1}}

式(3)

Z_{c} = \sqrt{\frac{L_{1}}{C_{1}}}

式(4)

式(1)～式(4)中，U_K和I_K分别为接地极引线上K点的电压和电流，U_M和I_M分别为接地极引线上M点的电压和电流，Z_c为接地极引线的波阻抗，γ为接地极引线的传播系数，r₁为接地极引线单位长度的电阻值，L₁为接地极引线单位长度的电感量，C₁为接地极引线单位长度的电容量，l为接地极引线上M点与K点之间的距离。设定M点为阻抗监视装置安装处，阻抗监视装置包括信号注入装置和信号采样装置，当接地极引线上K点发生金属性短路故障时，有：

U_K(s)＝0式(5)

U_{M} (s) = (r_{1} \times l + j \times Z_{c} \times t a n \frac{2 \times π \times l}{λ_{i n}}) \times I_{M} (s)

式(6)

式(6)中，λ_in为注入高频电流信号的波长。由此可见，当接地极引线上发生金属性短路故障时，接地极引线首端注入角频率为ω_in的高频电流信号后，阻抗监视装置检测到的线路阻抗Z_fault为：

Z_{f a u l t} = r_{1} \times l + j \times Z_{c} \times t a n \frac{2 \times π \times l}{λ_{i n}}

式(7)

由上式可知，当接地极引线的长度超过注入高频电流信号的0.5倍波长时，一旦接地极引线出现金属性短路故障，阻抗监视装置检测到的线路阻抗虚部会随故障距离在(-∞,+∞)范围内呈现周期性变化。当阻抗监视装置安装处与故障点之间的故障距离l满足式(8)：

l &Element; [k_{0} \times λ_{i n}, (k_{0} + \frac{1}{4}) \times λ_{i n}] \cup [(k_{0} + \frac{1}{2}) \times λ_{i n}, (k_{0} + \frac{3}{4}) \times λ_{i n}], k_{0} &Element; \overset{&OverBar;}{Z^{-}}

式(8)

阻抗监视装置检测到的线路阻抗虚部的模值是l的单调增函数；当阻抗监视装置安装处与故障点之间的故障距离l满足式(9)：

l &Element; [(k_{0} + \frac{1}{4}) \times λ_{i n}, (k_{0} + \frac{1}{2}) \times λ_{i n}] \cup [(k_{0} + \frac{3}{4}) \times λ_{i n}, (k_{0} + 1) \times λ_{i n}], k_{0} &Element; \overset{&OverBar;}{Z^{-}}

式(9)

阻抗监视装置检测到的线路阻抗虚部的模值是l的单调减函数。其中，为非负整数。

根据上述分析可知，当阻抗监视装置安装处与故障点之间的故障距离l小于注入高频电流信号的0.25倍波长时，阻抗监视装置检测到的线路阻抗与故障距离之间的关系具有单调性。然而，当阻抗监视装置安装处与故障点之间的故障距离l超过注入高频电流信号的0.5倍波长时，阻抗监视装置检测到的线路阻抗随故障距离呈周期性变化，若注入高频电流信号的频率选择不当，则存在拒动的情况。基于此，本发明提供一种基于高频电流注入的接地极引线故障监视方法，该监视方法给出了注入接地极引线首端的高频电流信号的频率选择范围，保证接地极引线测量阻抗(即阻抗监视装置检测到的线路阻抗)随故障距离的变化关系是单调的，能够有效地识别特高压直流输电接地极引线短路故障，提高了监视特高压直流输电接地极引线故障的可靠性，并具有一定的耐过渡电阻能力。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例

图1是本发明实施例的基于高频电流注入的接地极引线故障监视方法的流程示意图，所述基于高频电流注入的接地极引线故障监视方法包括：

步骤S11，在接地极引线首端注入高频电流信号。具体地，在换流站内通过信号注入装置向接地极引线首端注入高频电流信号。高频电流信号的幅值可根据实际需求进行设置，高频电流信号的频率根据接地极引线的长度和接地极引线的参数确定。在本实施例中，注入高频电流的幅值设置为0.15A。特高压直流输电工程接地极引线往往采用同杆双回方式架设且接地极引线首端和接地极引线末端互联，因而存在双回同点接地和单回接地两种类型的金属性短路故障。

当接地极引线出现双回同点接地的金属性短路故障后，阻抗监视装置检测到的线路阻抗与故障距离之间的特性与前述分析的单回线路具有类似的结论，即当接地极引线的长度l_T满足时，阻抗监视装置检测到的线路阻抗的模值是故障距离l的单调增函数。

当接地极引线出现单回接地的金属性短路故障后，阻抗监视装置检测到的线路阻抗与接地极引线末端并联电阻的电阻值R_p直接相关，以下分三种情况对阻抗监视装置检测到的线路阻抗的单调性进行分析。

情况一：接地极引线末端直接接地工况，即R_p＝0。

该工况下，阻抗监视装置检测到的线路阻抗可视为两根长度分别为l与l_T的线路阻抗的并联。忽略线路的电阻与电导，易得同塔并架接地极引线在l处出现单回接地短路故障时，阻抗监视装置检测到的线路阻抗Z_fault为：

\begin{matrix} Z_{f a u l t} = (j \times ω_{i n} \times Z_{c} \times t a n \frac{2 \times π \times l_{T}}{λ_{i n}}) / / (j \times ω_{i n} \times Z_{c} \times t a n \frac{2 \times π \times l}{λ_{i n}}) \\ = j \times ω_{i n} \times Z_{c} \times \frac{\tan (\frac{2 \times π \times l_{T}}{λ_{i n}}) \times t a n (\frac{2 \times π \times l}{λ_{i n}})}{\tan (\frac{2 \times π \times l_{T}}{λ_{i n}}) + t a n (\frac{2 \times π \times l}{λ_{i n}})} \end{matrix}

式(10)

当满足时，阻抗监视装置检测到的线路阻抗Z_fault的模值是故障距离l的单调增函数。并且，当故障距离l＝0时，阻抗监视装置检测到的线路阻抗Z_fault＝0。

情况二：接地极引线末端开路工况，即R_p＝∞。

该工况下，阻抗监视装置检测到的线路阻抗可视为两根长度分别为2×l-l_T与l_T的线路阻抗的并联。忽略线路的电阻与电导，易得同塔并架接地极引线在l处出现单回接地短路故障时，阻抗监视装置检测到的线路阻抗Z_fault为：

\begin{matrix} Z_{f a u l t} = (j \times ω_{i n} \times Z_{c} \times t a n \frac{2 \times π \times l_{T}}{λ_{i n}}) / / [j \times ω_{i n} \times Z_{c} \times t a n \frac{2 \times π \times (2 \times l - l_{T})}{λ_{i n}}] \\ = j \times ω_{i n} \times Z_{c} \times \frac{\tan (\frac{2 \times π \times l_{T}}{λ_{i n}}) \times t a n [\frac{2 \times π \times (2 \times l - l_{T})}{λ_{i n}}]}{t a n (\frac{2 \times π \times l_{T}}{λ_{i n}}) + \tan [\frac{2 \times π \times (2 \times l - l_{T})}{λ_{i n}}]} \end{matrix}

式(11)

情况三：R_p∈(0,+∞)的工况。

设定R_p＝k_r×Z_c，当l_T＜k_n×λ_in时，阻抗监视装置检测到的线路阻抗Z_fault的模值是故障距离l的单调增函数。利用数字求解方法可以得到k_r与k_n之间的关系，当R_p∈(0,+∞)时，k_n的变化范围满足k_n∈(0.25,0.372)。

综合上述，对于以同杆双回方式架设且接地极引线首端和接地极引线末端互联的接地极引线，无论接地极引线末端并联电阻的电阻值R_p多大，当满足式(12)：

l_{T} < \frac{λ_{i n}}{8}

式(12)

可保证接地极引线出现任意金属性短路故障时，阻抗监视装置检测到的线路阻抗Z_fault的模值是故障距离l的单调增函数。并且，当故障距离l＝0时，阻抗监视装置检测到的线路阻抗Z_fault＝0。

因此，将和代入式(12)可以得到注入高频电流信号的频率选择范围：

l_{T} < \frac{1}{8 \times f_{i n} \times \sqrt{L_{1} \times C_{1}}}

式(13)

其中，l_T为接地极引线的长度，f_in为高频电流信号的频率，L₁为接地极引线单位长度的电感量，C₁为接地极引线单位长度的电容量。由于故障距离l∈[0,l_T]，因而当接地极引线的长度与注入高频电流信号的频率满足式(13)时，阻抗监视装置检测到的线路阻抗Z_fault的模值是故障距离l的单调增函数，从而提高监视特高压直流输电接地极引线故障的可靠性，降低接地极引线故障识别判据的整定难度。

进一步，为了保证采用注入法能够可靠地识别接地极引线的全线故障，当接地极引线发生金属性短路故障时，阻抗监视装置检测到的最大线路阻抗的模值应小于接地极引线正常运行时的阻抗模值，且留有一定的裕度。即满足：

|Z_fault(l_T)|＜k₁×|Z_normal|式(14)

式中，Z_fault(l_T)为在接地极引线末端(即故障距离为l_T)发生金属性短路故障时测量到的线路阻抗，Z_normal为接地极引线正常运行阻抗，k₁为第一可靠性系数且0＜k₁＜1。第一可靠性系数k₁的取值满足接地极引线末端发生金属性短路故障时测量到的线路阻抗模值小于接地极引线正常运行阻抗模值，这样当接地极引线任一点发生金属性短路故障时，阻抗监视装置均能可靠识别故障。第一可靠性系数k₁的取值可根据实际需求进行设置，设置得越小，故障识别的可靠性越高，但不利于高频电流信号频率的选择。在本实施例中，第一可靠性系数k₁取值为0.9。将故障距离为l_T代入式(11)进行计算获得：

| Z_{f a u l t} (l_{T}) | = π \times f_{i n} \times \sqrt{\frac{L_{1}}{C_{1}}} \times t a n (2 \times π \times l_{T} \times f_{i n} \times \sqrt{L_{1} \times C_{1}})

式(15)

因此，高频电流信号的频率还满足不等式：

π \times f_{i n} \times \sqrt{\frac{L_{1}}{C_{1}}} \times t a n (2 \times π \times l_{T} \times f_{i n} \times \sqrt{L_{1} \times C_{1}}) < k_{1} \times | Z_{n o r m a l} |

式(16)

步骤S12，在注入高频电流信号的同时测量接地极引线首端的同频电压信号。具体地，注入高频电流信号的同时，采用信号采样装置在接地极引线首端测量同频电压信号，同频电压信号的频率与高频电流信号的频率相同。通过傅立叶变换可以获得同频电压信号的幅值，本领域技术人员知晓如何根据傅立叶变换获得同频电压信号的幅值，在此不再赘述。

步骤S13，根据接地极引线测量阻抗的模值等于同频电压信号的幅值与高频电流信号的幅值之比获得接地极引线测量阻抗的模值。为方便描述，用Z_m表示接地极引线测量阻抗。具体地，若接地极引线发生金属性短路故障，则接地极引线测量阻抗Z_m为接地极首端到故障点之间的线路阻抗；若接地极引线未发生金属性短路故障，则接地极引线测量阻抗Z_m为接地极首端到接地极引线末端的线路阻抗。

步骤S14，在接地极引线测量阻抗的模值小于整定值时判定接地极引线存在故障。具体地，整定值为预设阈值。由于接地极引线测量阻抗Z_m是故障距离的单调增函数，并且因有带阻滤波器的存在，接地极引线不存在区内故障、区外故障区分的问题。同时，由于接地极引线运行工况较为单一，可构造接地极引线阻抗监视判据，具体判据为：

|Z_m|＜k₂×|Z_normal|式(16)

其中，Z_normal为接地极引线正常运行阻抗，k₂为第二可靠性系数且0＜k₂＜1。为了保证所提接地极引线故障监视方法能够监视接地极引线全长，需要保证在接地极引线末端故障时监测到的引线阻抗模值小于|Z_normal|，此时沿线上任意一点故障时的引线阻抗均小于|Z_normal|，因而第二可靠性系数k₂的取值也是一个小于1的正数。从可靠性方面考虑，第二可靠性系数k₂可设置为略大于第一可靠性系数k₁。在本实施例中，第二可靠性系数k₂取值为0.95。在对接地极引线正常运行阻抗Z_normal进行计算时，应该计及接地极引线末端并联电阻的电阻值R_p的影响，则接地极引线正常运行阻抗Z_normal可通过下式进行计算：

Z_{n o r m a l} (s) = \frac{Z_{t e} (s) \times Z_{c} \times \sinh (γ \times l_{T})}{Z_{t e} (s) \times \cosh (γ \times l_{T}) + Z_{c} \times \sin h (γ \times l_{T})}

式(17)

Z_{t e} (s) = Z_{c} \times \sinh (γ \times l_{T}) + \frac{R_{p} \times Z_{c} \times \sinh (γ \times l_{T})}{R_{p} \times [\cosh (γ \times l_{T}) - 1] + Z_{c} \times \sin h (γ \times l_{T})}

式(18)

其中，Z_normal(s)为复频域中的接地极引线正常运行阻抗。特别地，若接地极引线实现了末端并联电阻对线路的完全匹配，则：

Z_normal(s)≈Z_c＝R_p式(19)。

为更好地说明本发明的技术效果，发明人对本发明实施例提供的接地极引线故障监视方法进行了仿真实验。根据西南-华东某实际工程参数，利用PSCAD软件建立±800kV特高压直流输电系统仿真模型。直流输电系统额定输送容量为8000MW，输电线路长度为1652km，该工程的接地极引线采用双回并联方式架设且接地极引线首端和接地极引线末端互联。仿真系统中接地极引线采用Bergeron模型，接地极引线长度与实际长度相同，为100km。根据线路参数实测试验，接地极引线参数如表一所示：

表一

L₁(mH/km)	R₁(Ω/km)	C₁(μF/km)
			2.3709	0.2626	0.0077

其中，L₁为接地极引线单位长度的电感量，R₁为接地极引线单位长度的阻抗量，C₁为接地极引线单位长度的电容量。为配合注入法的实施，在接地极引线的两端还分别串入一个并联谐振滤波器，并联谐振滤波器的截止频率与注入高频电流信号的频率相同。为了减少接地极引线在高频下的驻波效应，接地极引线末端为并联谐振滤波器装设了并联电阻，电阻值为275Ω，即接地极引线末端并联电阻的电阻值为275Ω，接近于双回线路的波阻抗值。

由于仿真系统中接地极引线采用同塔双回并联运行的方式，在注入高频电流信号的频率选择时采用式(13)和式(14)进行计算。根据接地极引线长度及实测参数计算可知：当高频电流信号的频率f_in＜292Hz时，阻抗监视装置检测到的线路阻抗Z_fault的模值是故障距离l的单调增函数；当f_in＜274Hz时，阻抗监视装置检测到的最大线路阻抗的模值应小于接地极引线正常运行时的阻抗模值。作为优选，选取注入高频电流信号的频率为273Hz。

向接地极引线注入幅值为0.15A、频率为273Hz的高频电流信号，在此工况下利用PSCAD仿真可得：在接地极引线末端并联电阻的作用下，接地极引线正常运行阻抗Z_normal＝261.345+j87.483Ω。根据接地极引线阻抗监视的整定值为k₂×|Z_normal|，即可以得到接地极引线阻抗监视的整定值为261.82Ω。

表二中分别考虑了接地极引线在5km、20km、50km、70km以及100km处出现单回接地短路故障及双回同点接地短路故障的情况。由于接地极引线电压等级偏低，出现高过渡电阻可能性偏低，因而仅考虑过渡电阻值为100Ω的情况。表中“+”表示正确识别故障，“-”表示未能正确识别故障。

表二

由表二可知，过渡电阻的存在未影响测量阻抗的单调性，且远端故障时测量误差较近端故障时测量误差小的特点还有利于提高故障辨识的可靠性。因此，在短路点过渡电阻小于100Ω的工况下，本发明提出的接地极引线阻抗监视方法在不同故障距离下均能可靠地识别故障，阻抗监视方法的有效范围达到线路全长。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种基于高频电流注入的接地极引线故障监视方法，其特征在于，包括：

在接地极引线首端注入高频电流信号，高频电流信号的频率满足不等式：

其中，l_T为接地极引线的长度，f_in为高频电流信号的频率，L₁为接地极引线单位长度的电感量，C₁为接地极引线单位长度的电容量；

在注入高频电流信号的同时测量接地极引线首端的同频电压信号；

根据接地极引线测量阻抗的模值等于同频电压信号的幅值与高频电流信号的幅值之比获得接地极引线测量阻抗的模值；

在接地极引线测量阻抗的模值小于整定值时判定接地极引线存在故障。

2.根据权利要求1所述的基于高频电流注入的接地极引线故障监视方法，其特征在于，高频电流信号的频率还满足不等式：

π \times f_{i n} \times \sqrt{\frac{L_{1}}{C_{1}}} \times t a n (2 \times π \times l_{T} \times f_{i n} \times \sqrt{L_{1} \times C_{1}}) < k_{1} \times | Z_{n o r m a l} |,

其中，π为圆周率，k₁为第一可靠性系数且0＜k₁＜1，Z_normal为接地极引线正常运行阻抗。

3.根据权利要求2所述的基于高频电流注入的接地极引线故障监视方法，其特征在于，整定值为k₂×|Z_normal|，其中，k₂为第二可靠性系数且0＜k₂＜1。

4.根据权利要求3所述的基于高频电流注入的接地极引线故障监视方法，其特征在于，接地极引线正常运行阻抗根据

Z_{n o r m a l} (s) = \frac{Z_{t e} (s) \times Z_{c} \times \sinh (γ \times l_{T})}{Z_{t e} (s) \times \cosh (γ \times l_{T}) + Z_{c} \times s i n h (γ \times l_{T})}

Z_{t e} (s) = Z_{c} \times \sinh (γ \times l_{T}) + \frac{R_{p} \times Z_{c} \times \sinh (γ \times l_{T})}{R_{p} \times [\cosh (γ \times l_{T}) - 1] + Z_{c} \times s i n h (γ \times l_{T})}, Z_{c} = \sqrt{\frac{L_{1}}{C_{1}}}, γ = s \times \sqrt{L_{1} \times C_{1}},

R_p为接地极引线末端并联电阻的电阻值。

5.根据权利要求1至4任一项所述的基于高频电流注入的接地极引线故障监视方法，其特征在于，接地极引线采用同杆双回方式架设且接地极引线首端和接地极引线末端互联。