CN110456237A - 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 - Google Patents
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Abstract
本发明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，所述系统包括冲击电流器、被测杆塔、电压测量探头、示波器；述冲击电流发生器设置有接地端、回流极、输出端；所述接地端通过所述回流极与大地相连；所述系统还包括扁铜线；所述冲击电流发生器输出端通过扁铜线与被测杆塔顶部相连。与使用沉重的扩径导线相比，本发明使用扁铜线的弧垂更小，和被测杆塔之间的耦合小，测量结果更为准确；更容易满足对地安全距离要求，防止出现对地放电等危险情况；且取材简单，成本低廉，只需普通的扁铜线即可满足试验条件。本发明可以实现在人工雷击试验现场减小注入电流波形的波头时间，更准确的体现输电线路的冲击特性。
Description
技术领域
本发明涉及高电压技术领域，用于输电线路现场人工雷击试验中减小注入电流波形波头时间的系统及方法。
背景技术
输电线路的雷电防护一直是困扰线路运行的难题。长期以来国内外采用了大量防护措施，如降低杆塔接地装置的冲击接地电阻、采用差异化绝缘、加装屏蔽线、以及加装避雷器等。据电网故障分类统计表明，在我国跳闸率较高的地区，高压线路运行的总跳闸次数中，由于雷击原因的事故次数约占40％～70％。尤其是在多雷、土壤电阻率高、地形复杂的山区，雷击输电线路引起的事故率更高。
当输电线路发生雷击时，雷电冲击电流注入杆塔顶部，电流沿着塔身和接地装置散流入地，并且部分电流由于波的反射作用回到杆塔。当接地的冲击电阻较大时，会引起塔顶电压的急剧升高，从而导致绝缘子闪络等危害，导致输电线路出现故障，无法正常运行。因此有必要对输电线路、杆塔及其接地装置的冲击特性进行测量，从而评估输电线路的雷电耐受水平。
自然雷击情况下，雷电流的波形通常使用2.6/50μs的双指数波形来表示。因此进行输电线路人工雷击试验时，需要尽可能的让冲击电流波头时间短一些，如小于8μs，否则无法体现输电线路的冲击特性。
在对输电线路开展人工雷击试验时，需要冲击电流从塔顶注入，然而冲击电流发生器只能置于地面，因此通常需要一根较长的电流引线(大于30m)连接杆塔顶部和冲击电流发生器输出端。
由于通常的电流引线存在电感(可达数十μH)，较长的电流引线会对注入杆塔顶部的的电流波形产生显著的影响，会使冲击电流波形波头时间变长，无法达到使用短波头的冲击电流测试输电线路冲击特性的目的，且由电流引线引入的电感效应很难通过改变冲击发生器的调波电阻和调波电感来消除。
在以往的理论研究中，曾提出使用扩径导线替代常用的扁铜线作为电流引线使用，以降低引线电感。然而在输电线路人工雷击试验中，由于电流引线需要架空，且为了消除引线与杆塔间的电磁耦合，需要电流引线尽量垂直于杆塔布置。如果使用扩径导线，电流引线的重量相较扁铜线会大大增加，导致架空的电流引线弧垂增大，增大引线与杆塔间的耦合，且电流引线对地距离减小，会引起对地放电等安全问题，因此无法在现场试验中应用。
发明内容
针对以上缺陷，本发明提出一种在输电线路现场人工雷击试验中减小注入电流波形波头时间的系统及方法，并在现场试验中使用。
本发明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，技术方案为：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，所述系统包括冲击电流器、被测杆塔、电压测量探头、示波器；所述冲击电流发生器设置有接地端、回流极、输出端；所述接地端通过所述回流极与大地相连；所述系统还包括扁铜线；所述冲击电流发生器输出端通过扁铜线与被测杆塔顶部相连；所述电压测量探头一端连接被测杆塔塔顶，所述电压测量探头另一端接地，所述电压测量探头还包括输出端，所述输出端连接在示波器上。
进一步的，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，所述扁铜线的数量为4根。
本发明还提供一种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方法，技术方案为：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方法，所述方法使用上述所述的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；所述方法包括以下步骤：
将冲击电流发生器置于杆塔侧方，接地端通过回流极与大地相连；将所述冲击电流发生器输出端通过扁铜线与被测杆塔顶部相连，且使扁铜线的弧垂尽可能的小，扁铜线之间距离尽可能大；所述电压测量探头一端连接被测杆塔塔顶，所述电压测量探头另一端接地，所述电压测量探头还包括输出端，所述输出端连接在示波器上；确保人员与设备安全后，打开冲击发生器，产生冲击电流并注入到杆塔顶部；测量杆塔顶部电压值，以及注入电流值。
进一步的，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方法，所述扁铜线的数量为4根。
进一步的，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方法，所述冲击电流发生器输出端通过扁铜线与被测杆塔顶部相连时，所述扁铜线的弧垂尽可能的小，所述扁铜线之间的距离尽可能大。
本发明的有益效果为：与使用沉重的扩径导线相比，本发明使用扁铜线的弧垂更小，和被测杆塔之间的耦合小，测量结果更为准确；更容易满足对地安全距离要求，防止出现对地放电等危险情况；且取材简单，成本低廉，只需普通的扁铜线即可满足试验条件。本发明可以实现在人工雷击试验现场减小注入电流波形的波头时间，更准确的体现输电线路的冲击特性。
附图说明
图1为本发明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使用时的示意图；
图2为本系统及方法中使用1根扁铜线作为电流引线时的注入电流波形；
图3为本系统及方法中使用1根扁铜线作为电流引线时的注入电流波形波头部分；
图4为本系统及方法中使用4根扁铜线作为电流引线时的注入电流波形；
图5为本系统及方法中使用4根扁铜线作为电流引线时的注入电流波形。
具体实施方式
下面结合附图来进一步描述本发明的技术方案：
如图1所示，本发明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，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，所述系统包括冲击电流器、被测杆塔、电压测量探头、示波器；所述冲击电流发生器设置有接地端、回流极、输出端；所述接地端通过所述回流极与大地相连；所述系统还包括扁铜线；所述冲击电流发生器输出端通过扁铜线与被测杆塔顶部相连；所述电压测量探头一端连接被测杆塔塔顶，所述电压测量探头另一端接地，所述电压测量探头还包括输出端，所述输出端连接在示波器上。本发明中所述扁铜线的数量优选为4根。
使用上述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的方法为，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方法，所述方法使用上述所述的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；所述方法包括以下步骤：
将冲击电流发生器置于杆塔侧方，接地端通过回流极与大地相连；将所述冲击电流发生器输出端通过扁铜线与被测杆塔顶部相连，且使扁铜线的弧垂尽可能的小，扁铜线之间距离尽可能大；所述电压测量探头一端连接被测杆塔塔顶，所述电压测量探头另一端接地，所述电压测量探头还包括输出端，所述输出端连接在示波器上；确保人员与设备安全后，打开冲击发生器，产生冲击电流并注入到杆塔顶部；测量杆塔顶部电压值，以及注入电流值。
经过试验，如图2、图3所示，当使用1根扁铜线时，注入电流波形波头时间为10μs，如图4、图5所示，当使用4根扁铜线时，注入电流波形波头时间为7.5μs。所以当扁铜线的数量为4根时满足要求，提升效果显著，为最佳方案。
且所述冲击电流发生器输出端通过扁铜线与被测杆塔顶部相连时，所述扁铜线的弧垂尽可能的小，所述扁铜线之间的距离尽可能大，这样获得的试验结果更忧。
Claims (5)
1.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，其特征在于：所述系统包括冲击电流器、被测杆塔、电压测量探头、示波器；
所述冲击电流发生器设置有接地端、回流极、输出端；所述接地端通过所述回流极与大地相连；
所述系统还包括扁铜线；
所述冲击电流发生器输出端通过扁铜线与被测杆塔顶部相连；
所述电压测量探头一端连接被测杆塔塔顶，所述电压测量探头另一端接地，所述电压测量探头还包括输出端，所述输出端连接在示波器上。
2.根据权利要求1所述的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，其特征在于：所述扁铜线的数量为4根。
3.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方法，其特征在于：所述方法使用权利要求1所述的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；
所述方法包括以下步骤：
将冲击电流发生器置于杆塔侧方，接地端通过回流极与大地相连；
将所述冲击电流发生器输出端通过扁铜线与被测杆塔顶部相连，且使扁铜线的弧垂尽可能的小，扁铜线之间距离尽可能大；
所述电压测量探头一端连接被测杆塔塔顶，所述电压测量探头另一端接地，所述电压测量探头还包括输出端，所述输出端连接在示波器上；
确保人员与设备安全后，打开冲击发生器，产生冲击电流并注入到杆塔顶部；
测量杆塔顶部电压值，以及注入电流值。
4.根据权利要求3所述的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方法，其特征在于：所述扁铜线的数量为4根。
5.根据权利要求3所述的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方法，其特征在于：所述冲击电流发生器输出端通过扁铜线与被测杆塔顶部相连时，所述扁铜线的弧垂尽可能的小，所述扁铜线之间的距离尽可能大。
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