CN108872709A - 一种不同含水量下分层土壤动态电阻特性试验方法 - Google Patents
一种不同含水量下分层土壤动态电阻特性试验方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108872709A CN108872709A CN201810914494.2A CN201810914494A CN108872709A CN 108872709 A CN108872709 A CN 108872709A CN 201810914494 A CN201810914494 A CN 201810914494A CN 108872709 A CN108872709 A CN 108872709A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- soil
- dynamic resistance
- water content
- copper electrode
- test box
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000002689 soil Substances 0.000 title claims abstract description 168
- 238000010998 test method Methods 0.000 title abstract description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 84
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 71
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 54
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 42
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 42
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 17
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 12
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 9
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 7
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 5
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 3
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 abstract 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000752 ionisation method Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
- G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
- G01R27/20—Measuring earth resistance; Measuring contact resistance, e.g. of earth connections, e.g. plates
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
一种不同含水量下分层土壤动态电阻特性试验方法，包括测试系统的搭建，测试系统包括含左右铜电极的土壤箱，数字控制器和滴灌装置等可实现箱内水分的精确控制；冲击电流发生器输出端连接到分压器的高压端，分压器的高压端连接到左铜电极；右铜电极连接到冲击电流发生器的接地；还包括绝缘隔板，可将土壤箱从左至右分割为两个以上的空间；试验方法还包括土壤填充以及含水量控制、评估土壤样品在当前含水量时的电压与电流和评估土壤动态电阻特性等步骤。本发明能有效模拟接地系统周围土壤水平分层工况，可对水分含量精确控制，有利于分析分层土壤中含水量与土壤动态电阻之间的关联性。
Description
技术领域
本发明属于电力系统接地技术领域，具体涉及一种不同含水量下分层土壤动态电阻特性试验方法。
背景技术
输电线路杆塔在遭受雷击时，因杆塔接地电阻的存在，塔身上会产生很高的电位，过高的电位将引起杆塔对输电线路的反击，进而造成线路跳闸等事故，降低电力系统的稳定性以及可靠性。输电线路杆塔接地装置的主要功能是当塔顶或避雷线遭受雷击时，可有效地将雷电流泄入大地，因而流过接地装置的电流主要是雷电冲击电流。由于雷电流幅值较大、能量高，易使接地体周围土壤发生局部击穿，使土壤电阻率下降，另外当土壤中因散流而产生的电场强度超过土壤的临界击穿场强时,接地体周围土壤中就会发生火花放电等电阻动态变化过程。土壤电阻的动态变化会改变接地体上各点电位及接地体各点之间的电位差，对于降低输电线路杆塔塔顶电位以及发、变电站接地网上的暂态电位升有较明显的效果。由此可见，冲击下杆塔接地装置周边土壤动态电阻的研究对智能电网中建立先进可靠的输配电网络和供电系统，完善电网安全保障和防御体系具有重要意义。
由于输电线路杆塔接地装置埋于土壤中，其冲击特性与接地体周围土壤电阻动态特性密切相关。目前国内对土壤电阻动态特性的研究，主要通过计算机仿真来模拟土壤的电离过程以及火花放电现象，而土壤在冲击电流下的电阻动态特性受到很多因素的影响，比如：冲击电流幅值、水分含量、土壤成分与结构、土壤密度、温度、外界电场强度等。这些因素导致土壤在高频大冲击电流作用时其动态特性变得更加复杂，其中土壤水分含量往往很大程度影响土壤电阻动态特性，对整个接地系统冲击暂态特性影响巨大。因此为了准确地分析土壤动态电阻特性，急需要建立一种智能测控方法，能在考虑土壤分层情况以及含水量的情况下，实现土壤动态电阻特性的评估，进而有利于接地装置的优化设计和输配电系统安全评估技术的升级。
发明内容
本发明的目的是提供一种不同含水量下分层土壤动态电阻特性试验方法。
实现本发明目的的技术方案如下：
第一步：搭建不同含水量下分层土壤动态电阻的测试系统：包括土壤动态电阻测试箱；土壤动态电阻测试箱上壁设置有滴灌装置；土壤动态电阻测试箱左侧壁设置有左铜电极，右侧壁设有右铜电极，左铜电极和右铜电极均为竖直圆盘；土壤动态电阻测试箱上面板设有螺钉；土壤动态电阻测试箱内部含有一块以上平行于左铜电极和右铜电极表面的绝缘隔板；土壤动态电阻测试箱的左上部、右上部、左下部和右下部分别设置有第一水分传感器、第二水分传感器、第三水分传感器和第四水分传感器；土壤动态电阻测试箱以外的装置包括冲击电流发生器、分压器、接地装置、水分分析仪、数字控制器、电流采集模块、上位机、高压电缆、电缆接头以及铜导线；
其中：第一水分传感器、第二水分传感器、第三水分传感器和第四水分传感器连接到水分分析仪的输入端，水分分析仪的输出端分别连接到数字控制器和上位机；数字控制器连接到滴灌装置；冲击电流发生器输出端连接到分压器的高压端，分压器的高压端通过高压电缆和电缆接头连接到左铜电极，左铜电极紧贴土壤动态电阻测试箱左侧内壁；右铜电极紧贴土壤动态电阻测试箱右侧内壁，并通过铜导线连接到接地装置；冲击电流发生器的接地端和分压器的接地端均连接到接地装置，接地装置接地；分压器通信端连接到上位机；电流采集模块测量端连接到铜导线，电流采集模块通信端连接到上位机；绝缘隔板可竖直插入或抽出土壤动态电阻测试箱，当绝缘隔板插入土壤动态电阻测试箱时，将土壤动态电阻测试箱从左至右分割为两个以上的空间；
第二步：进行土壤填充及含水量设定：拧开上面板螺钉，打开土壤动态电阻测试箱的上面板，依据待测试分层土壤的实际厚度比，用绝缘隔板将土壤动态电阻测试箱分层，分层后依次填充对应土壤样品；撤去绝缘隔板，使土壤样品贴合在一起，盖住上面板，拧上螺钉；通过第一水分传感器、第二水分传感器、第三水分传感器和第四水分传感器监测箱内含水量；设定试验含水量为H，通过水分分析仪获取四个传感器所测含水量的平均值；若水分分析仪上所测含水量平均值低于误差允许下限值Hmin，则数字控制器控制滴灌装置开启，向箱内均匀缓慢注入蒸馏水；若水分分析仪上所测含水量平均值达到误差允许上限值Hmax，则数字控制器控制滴灌装置关闭；控制土壤动态电阻测试箱中土壤样品含水量在试验设定含水量H误差允许范围内；
第三步：测量土壤样品在当前含水量H时的电压与电流：当土壤样品所测含水量稳定在设定含水量H误差允许范围内时，开启冲击电流发生器，通过分压器测量左铜电极和右铜电极间的电压并传输给上位机；通过电流采集模块测量流经左铜电极和右铜电极的电流并传输给上位机；
第四步：评估土壤动态电阻特性：通过上位机得到的电压和电流，获取土壤动态电阻全时域R(t)波形曲线，并提取出电阻最小值R(t)min、电阻最大值R(t)max、有效电离时间Δt1以及有效恢复时间Δt2，在上位机上计算土壤在冲击电流下的平均下降速率k：
式中，R(t)min为R(t)波形曲线中电阻最小值，R(t)max为R(t)波形曲线中电阻最大值，Δt1表示R(t)从电阻最大值R(t)max下降到电阻最小值R(t)min的时间间隔；
在上位机上计算R(t)min与k的复合评判因子q1：
在上位机上计算R(t)min与Δt1的复合评判因子q2：
在上位机上计算最小曲率半径γ：
其中，
式中，tm∈[ta+0.1,tb)，ta为R(t)max对应时刻，tb为R(t)min对应时刻；上式表示在R(t)波形曲线下降的时间段内，从ta+0.1时刻开始，每间隔0.1μs，计算各所对应的曲率半径，由此可计算出最小曲率半径；
结合最小曲率半径γ计算考虑含水量的修正系数k1：
式中，H为当前试验含水量；
在上位机上计算评判余项q3：
q3＝0.01427log(0.477Δt1+0.504Δt2-38.47)
-0.0513log(R(t)min+1.18)
式中，Δt2表示R(t)从R(t)min上升至有效恢复电阻R(t)eff的时间间隔；其中：
R(t)eff＝R(t)min+0.8(R(t)max-R(t)min)，R(t)eff表示R(t)从电阻最小值R(t)min逐渐恢复，当恢复量为80％最大下降差值(R(t)max-R(t)min)时所对应的电阻值；
综合上述计算，对土壤在该冲击电流与含水量下的动态电阻特性评判因数为：
q＝k1(q1+q2)+q3
当q∈(0,0.25]时，表征土壤动态电阻特性较弱；当q∈(0.25,0.65]时，表征土壤动态电阻特性一般；当q∈(0.65,0.9]时，表征土壤动态电阻特性较强；当q∈(0.9,1]时，表征土壤动态电阻特性极强；
第五步：不同含水量下分层土壤动态电阻特性试验：根据试验要求，设置不同含水量，并重复第三步和第四步，进行不同含水量下分层土壤动态电阻特性评估。
本发明的有益效果在于，对土壤进行水平分层，并测量水平分层土壤的动态电阻，能有效模拟接地系统周围土壤水平分层工况。水分分析仪和数字控制器能够实现对含水量的精确控制，有利于提高土壤动态电阻测试准确性以及分析含水量与土壤动态电阻之间的关联性。动态电阻特性评判因数可对分层土壤动态电阻进行准确评价，有利于进一步提高冲击特性计算的准确性。实验装置操作方便，安全可靠，该实验装置可进行水平多层土壤的测试，具有普适性。
附图说明
图1是本发明中所搭建的测试系统总体结构示意图；
图2使本发明中土壤动态电阻测试箱的结构示意图；
图3是本发明中试验方法的流程图；
图4是反映土壤动态电阻全时域变化波形图例。
具体实施方式
下面结合附图对本发明具体实施方式作进一步说明。
第一步：搭建不同含水量下分层土壤动态电阻的测试系统
如图1和图2，本发明的测试系统包括：土壤动态电阻测试箱(06)；土壤动态电阻测试箱(06)上壁设置有滴灌装置(09)；土壤动态电阻测试箱(06)左侧内壁设置有左铜电极(05)，土壤动态电阻测试箱(06)右侧内壁设有右铜电极(07)；左铜电极(05)和右铜电极(07)均为竖直圆盘；土壤动态电阻测试箱(06)上面板设有螺钉(02)；土壤动态电阻测试箱(06)内部含有一块以上平行于左铜电极(05)和右铜电极(07)表面的绝缘隔板(08)；土壤动态电阻测试箱(06)的左上部、右上部、左下部和右下部分别设置有第一水分传感器(01a)、第二水分传感器(01b)、第三水分传感器(01c)和第四水分传感器(01d)；土壤动态电阻测试箱(06)以外的装置包括冲击电流发生器(12)、分压器(13)、接地装置(11)、水分分析仪(14)、数字控制器(15)、电流采集模块(16)、上位机(17)、高压电缆(18)、电缆接头(03)以及铜导线(19)。
其中：第一水分传感器(01a)、第二水分传感器(01b)、第三水分传感器(01c)和第四水分传感器(01d)连接到水分分析仪(14)的输入端，水分分析仪(14)的输出端分别连接到数字控制器(15)和上位机(17)；数字控制器(15)连接到滴灌装置(09)。
冲击电流发生器(12)输出端连接到分压器(13)的高压端，分压器(13)的高压端通过高压电缆(18)和电缆接头(03)连接到左铜电极(05)，左铜电极(05)紧贴土壤动态电阻测试箱(06)左侧内壁；右铜电极(07)紧贴土壤动态电阻测试箱(06)右侧内壁，并通过铜导线(19)连接到接地装置(11)；冲击电流发生器(12)的接地端和分压器(13)的接地端均连接到接地装置(11)，接地装置(11)接地；分压器(13)的通信端连接到上位机(17)；电流采集模块(16)测量端连接到铜导线(19)，电流采集模块(16)通信端连接到上位机(17)。
绝缘隔板(08)可竖直插入或抽出土壤动态电阻测试箱(06)，当绝缘隔板(08)插入土壤动态电阻测试箱(06)时，将土壤动态电阻测试箱(06)从左至右分割为两个以上的空间。分层数为实际土壤的有限分层数，如实际土壤分为3层，每一层均为有限厚度，则土壤的厚度比可以得到，绝缘隔板(08)沿平行于电极表面方向将土壤箱(06)中土壤按照厚度比分隔开，填充土壤样品后，将绝缘隔板(08)抽出，并使每层土壤紧密贴合。
第二步：进行土壤填充及含水量设定
拧开上面板螺钉(02)，打开土壤动态电阻测试箱(06)的上面板，依据待测试分层土壤的实际厚度比，用绝缘隔板(08)将土壤动态电阻测试箱(06)分层，分层后依次填充对应土壤样品；撤去绝缘隔板(08)，使土壤样品贴合在一起。
若一地区土壤为水平分层，其第一层土壤的厚度为8m，土壤电阻率为300Ω·m；第二层土壤的厚度为8m，土壤电阻率为800Ω·m；第三层土壤的厚度为30m，土壤电阻率为1500Ω·m；第三层土壤以外为无限厚度的土壤区域。则水平分层厚度比为8：20：30，设土壤箱的左右电极间距离为S，则分别将箱内三层空间按照此厚度比进行划分，用绝缘隔板(08)分层，放入对应土壤样品，土壤样品的每一层土壤电阻率与实际土壤层的电阻率相同。
盖住上面板，拧上螺钉(02)；通过第一水分传感器(01a)、第二水分传感器(01b)、第三水分传感器(01c)和第四水分传感器(01d)实时监测箱内土壤含水量。设定试验所需含水量为H1，通过水分分析仪计算出四个传感器所测含水量的平均值，令试验含水量允许误差为正负±1％，若水分分析仪上所测含水量平均值低于误差允许下限值Hmin，则数字控制器(15)控制滴灌装置(09)开启，向箱内均匀缓慢注入蒸馏水；若水分分析仪上所测含水量平均值达到误差允许上限值Hmax，则数字控制器(15)控制滴灌装置(09)关闭；水分分布均匀稳定后，控制土壤动态电阻测试箱(06)中土壤样品含水量在试验设定含水量H1误差允许范围内(Hmin～Hmax)。
第三步：测量土壤样品在当前含水量H1时的电压与电流
当土壤样品所测含水量稳定在设定含水量H1误差允许范围内时，开启冲击电流发生器(12)，通过分压器(13)测量左铜电极(05)和右铜电极(07)间的电压并传输给上位机(17)；通过电流采集模块(16)测量流经左铜电极(05)和右铜电极(07)的电流并传输给上位机(17)，可多次测试获取准确的电压电流波形曲线。
第四步：评估土壤电阻动态电阻特性
通过上位机得到的电压和电流时域波形，获取土壤动态电阻全时域R(t)波形曲线，并提取出电阻最小值R(t)min(单位为Ω)、电阻最大值R(t)max(单位为Ω)、有效电离时间Δt1(计量单位为μs)以及有效恢复时间Δt2(计量单位为μs)，在上位机上计算土壤在冲击电流下的平均下降速率k：
式中，R(t)min为R(t)波形曲线中电阻最小值，R(t)max为R(t)波形曲线中电阻最大值，Δt1表示R(t)从电阻最大值R(t)max下降到电阻最小值R(t)min的时间间隔。
1)在上位机上计算R(t)min与k的复合评判因子q1：
2)在上位机上计算R(t)min与Δt1的复合评判因子q2：
3)在上位机上计算最小曲率半径γ：
其中，
式中，tm∈[ta+0.1,tb)，ta为R(t)max对应时刻，tb为R(t)min对应时刻；上式表示在R(t)波形曲线下降的时间段内，从ta+0.1时刻开始，每间隔0.1μs，计算各个时刻的曲率半径，由此可计算出最小曲率半径。
结合最小曲率半径γ计算考虑含水量的修正系数k1：
式中，H为当前试验含水量。
4)在上位机上计算评判余项q3：
q3＝0.01427log(0.477Δt1+0.504Δt2-38.47)
-0.0513log(R(t)min+1.18)
式中，Δt2表示R(t)从R(t)min上升至有效恢复电阻R(t)eff的时间间隔；其中：
R(t)eff＝R(t)min+0.8(R(t)max-R(t)min)，R(t)eff表示R(t)从电阻最小值R(t)min逐渐恢复，当恢复量为80％最大下降差值(R(t)max-R(t)min)时所对应的电阻值。
5)综合上述计算，对土壤在该冲击电流与含水量下的动态电阻特性评判因数为：
q＝k1(q1+q2)+q3
当q∈(0,0.25]时，表征土壤动态电阻特性较弱；当q∈(0.25,0.65]时，表征土壤动态电阻特性一般；当q∈(0.65,0.9]时，表征土壤动态电阻特性较强；当q∈(0.9,1]时，表征土壤动态电阻特性极强。
第五步：不同含水量下分层土壤动态电阻特性试验
根据试验要求，设置不同含水量，重复试验，进行不同含水量下分层土壤动态电阻特性试验。如还需测试H2，H3，H4下土壤动态电阻特性，则在H1测试结束并间隔一段时间后，通过水分分析仪(14)、数字控制器(15)和滴灌装置(09)将设定含水量改变为H2，重复第三步和第四步，测试H2含水量下的土壤动态电阻特性；类似地，间隔一段时间后，测试H3和H4含水量下的土壤动态电阻特性。
Claims (1)
1.一种不同含水量下分层土壤动态电阻特性试验方法，其特征在于，包括以下步骤
第一步：搭建不同含水量下分层土壤动态电阻的测试系统：测试系统包括土壤动态电阻测试箱(06)；土壤动态电阻测试箱(06)上壁设置有滴灌装置(09)；土壤动态电阻测试箱(06)左侧内壁设置有左铜电极(05)，右侧内壁设有右铜电极(07)；左铜电极(05)和右铜电极(07)均为竖直圆盘；土壤动态电阻测试箱(06)上面板设有螺钉(02)；土壤动态电阻测试箱(06)内部含有一块以上平行于左铜电极(05)和右铜电极(07)表面的绝缘隔板(08)；土壤动态电阻测试箱(06)的左上部、右上部、左下部和右下部分别设置有第一水分传感器(01a)、第二水分传感器(01b)、第三水分传感器(01c)和第四水分传感器(01d)；土壤动态电阻测试箱(06)以外的装置包括冲击电流发生器(12)、分压器(13)、接地装置(11)、水分分析仪(14)、数字控制器(15)、电流采集模块(16)、上位机(17)、高压电缆(18)、电缆接头(03)以及铜导线(19)；
其中：第一水分传感器(01a)、第二水分传感器(01b)、第三水分传感器(01c)和第四水分传感器(01d)均连接到水分分析仪(14)的输入端，水分分析仪(14)的输出端分别连接到数字控制器(15)和上位机(17)；数字控制器(15)连接到滴灌装置(09)；冲击电流发生器(12)输出端连接到分压器(13)的高压端，分压器(13)的高压端通过高压电缆(18)和电缆接头(03)连接到左铜电极(05)，左铜电极(05)紧贴土壤动态电阻测试箱(06)左侧内壁；右铜电极(07)紧贴土壤动态电阻测试箱(06)右侧内壁，并通过铜导线(19)连接到接地装置(11)；冲击电流发生器(12)的接地端和分压器(13)的接地端均连接到接地装置(11)，接地装置(11)接地；分压器(13)的通信端连接到上位机(17)；电流采集模块(16)测量端连接到铜导线(19)，电流采集模块(16)通信端连接到上位机(17)；绝缘隔板(08)可竖直插入或抽出土壤动态电阻测试箱(06)，当绝缘隔板(08)插入土壤动态电阻测试箱(06)时，将土壤动态电阻测试箱(06)从左至右分割为两个以上的空间；
第二步：进行土壤填充及含水量设定：拧开上面板螺钉(02)，打开土壤动态电阻测试箱(06)的上面板，依据待测试分层土壤的实际厚度比，用绝缘隔板(08)将土壤动态电阻测试箱(06)分层，分层后依次填充对应土壤样品；撤去绝缘隔板(08)，使土壤样品贴合在一起，盖住上面板，拧上螺钉(02)；通过第一水分传感器(01a)、第二水分传感器(01b)、第三水分传感器(01c)和第四水分传感器(01d)监测箱内含水量；设定试验含水量为H，若所测含水量低于误差允许下限值Hmin，则数字控制器(15)控制滴灌装置(09)开启，向箱内均匀缓慢注入蒸馏水；若所测含水量达到误差允许上限值Hmax，则数字控制器(15)控制滴灌装置(09)关闭；控制土壤动态电阻测试箱(06)中土壤样品含水量在设定含水量H误差允许范围内；
第三步：测量土壤样品在当前含水量H时的电压与电流：当土壤样品所测含水量稳定在设定含水量H误差允许范围内时，开启冲击电流发生器(12)，通过分压器(13)测量左铜电极(05)和右铜电极(07)间的电压并传输给上位机(17)；通过电流采集模块(16)测量流经左铜电极(05)和右铜电极(07)的电流并传输给上位机(17)；
第四步：评估土壤动态电阻特性：通过上位机得到的电压和电流，获取土壤动态电阻全时域R(t)波形曲线，并提取出电阻最小值R(t)min、电阻最大值R(t)max、有效电离时间Δt1以及有效恢复时间Δt2，计算土壤在冲击电流下的平均下降速率k：
式中，R(t)min为R(t)波形曲线中电阻最小值，R(t)max为R(t)波形曲线中电阻最大值，Δt1表示R(t)从电阻最大值R(t)max下降到电阻最小值R(t)min的时间间隔；
计算R(t)min与k的复合评判因子q1：
计算R(t)min与Δt1的复合评判因子q2：
近似计算最小曲率半径γ：
其中，
式中，tm∈[ta+0.1,tb)，ta为R(t)max对应时刻，tb为R(t)min对应时刻；上式表示R(t)波形曲线在下降的时间段内，从ta+0.1时刻，每间隔0.1μs，计算各个时刻的曲率半径，由此可计算出其中最小的曲率半径；
结合小曲率半径γ计算考虑含水量的修正系数k1：
式中，H为当前试验含水量；
计算评判余项q3：
q3＝0.01427log(0.477Δt1+0.504Δt2-38.47)-0.0513log(R(t)min+1.18)
式中，Δt2表示R(t)从R(t)min上升至有效恢复电阻R(t)eff的时间间隔；其中：
R(t)eff＝R(t)min+0.8(R(t)max-R(t)min)，R(t)eff表示R(t)从电阻最小值R(t)min逐渐恢复，当恢复量为80％最大下降差值(R(t)max-R(t)min)时所对应的电阻值；
综合上述计算，对土壤在该冲击电流与含水量下的动态电阻特性评判因数为：
q＝k1(q1+q2)+q3
当q∈(0,0.25]时，表征土壤动态电阻特性较弱；当q∈(0.25,0.65]时，表征土壤动态电阻特性一般；当q∈(0.65,0.9]时，表征土壤动态电阻特性较强；当q∈(0.9,1]时，表征土壤动态电阻特性极强；
第五步：不同含水量下分层土壤动态电阻特性试验：根据试验要求，设置不同含水量，并重复第三步和第四步，进行不同含水量下分层土壤动态电阻特性评估。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810914494.2A CN108872709B (zh) | 2018-08-13 | 2018-08-13 | 一种不同含水量下分层土壤动态电阻特性试验方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810914494.2A CN108872709B (zh) | 2018-08-13 | 2018-08-13 | 一种不同含水量下分层土壤动态电阻特性试验方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108872709A true CN108872709A (zh) | 2018-11-23 |
| CN108872709B CN108872709B (zh) | 2019-07-12 |
Family
ID=64317542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810914494.2A Active CN108872709B (zh) | 2018-08-13 | 2018-08-13 | 一种不同含水量下分层土壤动态电阻特性试验方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108872709B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110596623A (zh) * | 2019-09-05 | 2019-12-20 | 国网内蒙古东部电力有限公司检修分公司 | 一种基于混合土壤模型的接地极环境与入地电流测量平台 |
| CN111985109A (zh) * | 2020-08-24 | 2020-11-24 | 西南交通大学 | 一种不同温度下水平接地体防雷有效尺寸系数评估方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202974924U (zh) * | 2012-11-26 | 2013-06-05 | 武汉大学 | 一种土壤电阻率在线监测系统 |
| EP2738548A1 (fr) * | 2012-11-30 | 2014-06-04 | Grdf | Procédé et dispositif pour la mesure d'une résistance de terre et la résistivité d'un sol |
| CN107389737A (zh) * | 2017-07-04 | 2017-11-24 | 北京林业大学 | 一种土壤参数测量装置 |
| CN107782976A (zh) * | 2017-12-01 | 2018-03-09 | 广东电网有限责任公司佛山供电局 | 一种计及土壤离子浓度的冲击接地电阻测量方法 |
| CN108008197A (zh) * | 2017-12-01 | 2018-05-08 | 广东电网有限责任公司佛山供电局 | 一种考虑土壤空间水分分布的杆塔冲击接地电阻测量方法 |
| CN108008198A (zh) * | 2017-12-01 | 2018-05-08 | 广东电网有限责任公司佛山供电局 | 一种计及地网温度的冲击接地电阻测量方法 |
| CN108020725A (zh) * | 2017-12-01 | 2018-05-11 | 广东电网有限责任公司佛山供电局 | 一种不同土壤酸碱度影响下的地网冲击接地电阻测量方法 |
-
2018
- 2018-08-13 CN CN201810914494.2A patent/CN108872709B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202974924U (zh) * | 2012-11-26 | 2013-06-05 | 武汉大学 | 一种土壤电阻率在线监测系统 |
| EP2738548A1 (fr) * | 2012-11-30 | 2014-06-04 | Grdf | Procédé et dispositif pour la mesure d'une résistance de terre et la résistivité d'un sol |
| CN107389737A (zh) * | 2017-07-04 | 2017-11-24 | 北京林业大学 | 一种土壤参数测量装置 |
| CN107782976A (zh) * | 2017-12-01 | 2018-03-09 | 广东电网有限责任公司佛山供电局 | 一种计及土壤离子浓度的冲击接地电阻测量方法 |
| CN108008197A (zh) * | 2017-12-01 | 2018-05-08 | 广东电网有限责任公司佛山供电局 | 一种考虑土壤空间水分分布的杆塔冲击接地电阻测量方法 |
| CN108008198A (zh) * | 2017-12-01 | 2018-05-08 | 广东电网有限责任公司佛山供电局 | 一种计及地网温度的冲击接地电阻测量方法 |
| CN108020725A (zh) * | 2017-12-01 | 2018-05-11 | 广东电网有限责任公司佛山供电局 | 一种不同土壤酸碱度影响下的地网冲击接地电阻测量方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 张敏 等: "输电线路杆塔接地极冲击接地电阻特性分析", 《电瓷避雷器》 * |
| 曹晓斌 等: "一类垂直双层土壤中地网接地电阻的简易计算公式", 《中国电机工程学报》 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110596623A (zh) * | 2019-09-05 | 2019-12-20 | 国网内蒙古东部电力有限公司检修分公司 | 一种基于混合土壤模型的接地极环境与入地电流测量平台 |
| WO2021043024A1 (zh) * | 2019-09-05 | 2021-03-11 | 国网内蒙古东部电力有限公司检修分公司 | 一种基于混合土壤模型的接地极环境与入地电流测量平台 |
| CN111985109A (zh) * | 2020-08-24 | 2020-11-24 | 西南交通大学 | 一种不同温度下水平接地体防雷有效尺寸系数评估方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108872709B (zh) | 2019-07-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109188090B (zh) | 垂直分层土壤中不同湿度土壤电阻非线性的试验方法 | |
| CN109187653B (zh) | 计及不同温度的水平分层土壤动态电阻特性试验方法 | |
| CN109188092B (zh) | 一种不同温度下土壤动态电阻特性试验方法 | |
| CN101464235B (zh) | 聚合物电力电缆绝缘加速电树老化的试验方法及装置 | |
| CN104714067B (zh) | 用于接地装置冲击阻抗测试的便携式雷电流产生装置及方法 | |
| CN101408579B (zh) | 变压器油纸绝缘电热老化试验及局部放电一体化检测装置 | |
| CN103278709B (zh) | 一种输电线路雷电行波特性测试系统 | |
| CN204514974U (zh) | 用于接地装置冲击阻抗测试的便携式雷电流产生装置 | |
| CN109188088B (zh) | 一种垂直分层土壤电阻非线性特性试验方法 | |
| CN204116460U (zh) | 一种适用于绝缘材料高场强电导特性的测量系统 | |
| CN108761208B (zh) | 一种垂直分层土壤动态电阻的试验方法 | |
| CN108872709B (zh) | 一种不同含水量下分层土壤动态电阻特性试验方法 | |
| CN104360197B (zh) | 基于阻容网络的避雷器阀片电阻监测方法 | |
| CN109188091B (zh) | 一种不同水分含量下土壤电阻非线性特性的试验方法 | |
| CN109188093B (zh) | 一种不同酸碱度下土壤电阻非线性的试验方法 | |
| CN203084089U (zh) | 一种接地网试验系统 | |
| CN109188089B (zh) | 不同酸碱度下分层土壤电阻非线性特性的试验方法 | |
| CN102645574B (zh) | 基于网络传递函数计算的现场暂态过电压测量方法 | |
| Lu et al. | Soil resistivity modeling for temperature rise calculating of HVDC deep-well earth electrode | |
| de Azevedo et al. | Transient analysis of power transmission towers above lossy ground with frequency dependent electrical parameters considering the water content of soil | |
| Karnas et al. | Influence of different multilayer soil models on grounding system resistance | |
| CN110988634B (zh) | 一种高压直流气体绝缘组合电器局部放电检测系统 | |
| El Mghairbi | Assessment of earthing systems and enhancement of their performance | |
| CN114184765B (zh) | 一种计及土壤孔隙率的变电站接地网土壤特性评估方法 | |
| Weng et al. | Simulation calculation of impulse grounding resistance of 10 kV distribution line, Part 3: methods comparison and device development |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |