CN202041584U - 可移动式冲击接地电阻的测量装置 - Google Patents

Abstract

一种可移动式杆塔冲击接地电阻测量装置，包括放置在充电电源绝缘架、放电回路电容器绝缘架、波形形成网络绝缘架和试验操作绝缘架/台组成，每一个绝缘架下方均安装有绝缘支撑架和万向转动轮，装置的工作电压可达400kV，输出电流幅值10kA，波形参数满足8/20μs的技术要求。且波形形成电阻R和波形形成电感L可以根据试验场地尺寸方便调整。控制单元采用隔离变压器单独供电，且采用远红外遥控的远程控制方式，可以在50米外实现远程遥控操作；冲击电流测量采用非接触式的罗氏线圈电流传感器和示波器测量，且示波器通过UPS独立供电，大大提高了冲击电流测量的准确性和高电压操作的安全性与可靠性，满足杆移动式塔冲击接地电阻现场测量的要求。

Description

可移动式冲击接地电阻的测量装置

技术领域

本实用新型属于过电压防护性能的试验装置，特别涉及一种可移动式的杆塔或地网等不同接地体的冲击接地电阻的测量装置。

背景技术

随着超特高压输配电技术的发展，对雷电过电压防护的要求越来越高，接地电阻是衡量杆塔、地网等过电压防护性能的中要指标之一。传统的接地电阻的测量大致有以下几种方法：

1)大多采用工频电源进行测量；

2)在理论分析基础上，建立土壤仿真计算模型，通过偏微分方程或差分方程，求解计算接地装置的冲击接地电阻；

3)利用测得的工频接地电阻乘以冲击系数，求得冲击接地电阻；

4)进行模拟试验，但试验采用的接地装置尺寸小，无法真实模拟土壤的实际情况；

5)专利200910063596.9公开了一种冲击电阻的测量方法及其仪器，但冲击电流的幅值只有80-100A。

上述几种测量方法均存在缺陷：

1)低压的工频电源接地电阻测量方法无法表征土壤冲击电流作用下的实际阻抗，且接地电阻测量的电流幅值很小，最大在几个安培数量级；

2)模拟计算和实际差异较大；

3)冲击电流测量的电流幅值不大，无法真实表征实际雷击状态时的土壤特征。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种适合于杆塔现场的、移动式的、悬浮的、具有超过400kV的系统工作电压、可以产生10kA、8/20μs冲击电流的准确测量冲击接地电阻的试验装置。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：包括安装有恒压充电电源的充电电源绝缘架、安装有冲击接地电阻测量装置的可移动的电容器放电绝缘架和安装有控制箱以及波形记录仪器示波器的试验操作绝缘台；

所述的冲击接地电阻测量装置包括与恒压充电电源相连的变压器，变压器的一个输出端与第三充电保护电阻相连，变压器的另一端分别与第一硅堆的正极性端、第二硅堆的负极性端相连；第一硅堆的负极性端与第一充电保护电阻相连，第一充电保护电阻的另一端与第一储能电容的正端相连，第一储能电容的负端与第三充电保护电阻的另一端相连；第二硅堆的正极性端与第二充电保护电阻相连，第二充电保护电阻的另一端与第二储能电容的负端相连，第二储能电容的正端与第一储能电容的负端相连；第一储能电容的负端、第二储能电容的正端还与第二放电隔离电阻相连；第一储能电容的正端接第一放电隔离电阻，第一放电隔离电阻的另一端与第三储能电容的正端相连，第三储能电容的负端和第二放电隔离电阻的另一端相连；第二储能电容的负端接第三放电隔离电阻，第三放电隔离电阻的另一端与第四储能电容的负端相连，第四储能电容的负端和第二放电隔离电阻的另一端相连；在第一储能电容两端并接用来检测储能电容上的充电电压的直流分压器；第四储能电容负端直接连接入地端，在电容器和大地的连线上套有电流传感器，电流传感器的输出连接到试验操作绝缘台上的示波器；第一、第二储能电容的两端还分别并接有故障泄放电阻与泄放开关，在储能电容的正端和出地端之间设置有与控制箱相连接的第一放电开关，在第三储能电容的正端与第二储能电容的负端设置有与控制箱相连接的第二放电开关，冲击接地电阻测量装置的放电通道是G1-C1-C2-G2-C3-C4-土壤入地端-土壤出地端-G1。

本实用新型的控制箱采用隔离变压器单独供电；

所述的控制箱采用远红外遥控的远程控制方式控制第一、第二放电开关。

所述的电流传感器采用非接触式的罗氏线圈电流传感器。

所述的充电电源绝缘架、可移动的电容器放电绝缘架和试验操作绝缘台的下方均安装有绝缘支撑架和万向转动轮。

本实用新型能够满足较大尺寸接地装置、冲击电流幅值可达10kA的冲击接地电阻测量装置，满足对户外杆塔等接地装置冲击接地电阻的测量要求。

本实用新型的冲击接地电阻测试装置的放电回路安装在电容器放电绝缘架上，绝缘架的底板也安装有绝缘支架和万向转动轮，可以移动，以适合于野外现场试验的要求，冲击接地测量装置的连接电缆长度(包括测量装置和电流注入端之间的连接电缆长度和回流端到测量装置之间的连接电缆长度)可达100m。

冲击接地电阻测试装置是悬浮的，工作电压高，产生的电流大。同时为了避免装置悬浮带来的高电位对控制单元的干扰，控制箱采用隔离变压器单独供电，且控制箱的控制采用远红外遥控的远程控制方式，可以在50m外实现远程遥控操作，大大提高了高电压操作的安全性与可靠性。

附图说明

图1是本实用新型的可移动式杆塔冲击接地电阻测量装置的组成结构；

图2是本实用新型的可移动式杆塔冲击接地电阻测量装置的电路原理；

图3是本实用新型的可移动式杆塔冲击接地电阻测量装置的控制电路组成结构；

图4是本实用新型的可移动式杆塔冲击接地电阻测量装置的操作控制流程。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参见图1，本实用新型包括安装有恒压充电电源的充电电源绝缘架1、安装有冲击接地电阻测量装置的可移动的电容器放电绝缘架2和安装有控制箱以及波形记录仪器示波器的试验操作绝缘台3；充电电源绝缘架1、可移动的电容器放电绝缘架2和试验操作绝缘台3的下方均安装有绝缘支撑架和万向转动轮；高电压大电流冲击接地电阻测量装置的电位是悬浮的，为了避免悬浮高电位对控制箱的影响，控制箱采用隔离变压器单独供电，且采用远红外遥控的远程控制方式，可以在50米外实现远程遥控操作，大大提高了高电压操作的安全性与可靠性。

参见图2，本实用新型的冲击接地电阻测量装置包括与恒压充电电源相连的变压器T，变压器T的一个输出端与第三充电保护电阻R3相连，变压器T的另一端分别与第一硅堆D1的正极性端、第二硅堆D2的负极性端相连；第一硅堆D1的负极性端与第一充电保护电阻R1相连，第一充电保护电阻R1的另一端与第一储能电容C1的正端相连，第一储能电容C1的负端与第三充电保护电阻R3的另一端相连；第二硅堆D2的正极性端与第二充电保护电阻R2相连，第二充电保护电阻R2的另一端与第二储能电容C2的负端相连，第二储能电容C2的正端与第一储能电容C1的负端相连；第一储能电容C1的负端、第二储能电容C2的正端还与第二放电隔离电阻R7相连；第一储能电容C1的正端接第一放电隔离电阻R6，第一放电隔离电阻R6的另一端与第三储能电容C3的正端相连，第三储能电容C3的负端和第二放电隔离电阻R7的另一端相连；第二储能电容C2的负端接第三放电隔离电阻R8，第三放电隔离电阻R8的另一端与第四储能电容C4的负端相连，第四储能电容C4的负端和第二放电隔离电阻R7的另一端相连；在第一储能电容C1两端并接用来检测储能电容上的充电电压的直流分压器R9和R10；第四储能电容C4负端直接连接入地端，在电容器C4和大地的连线上套有电流传感器，电流传感器的输出连接到试验操作绝缘台3上的示波器；第一、第二储能电容C1、C2的两端还分别并接有故障泄放电阻R4与泄放开关K1及泄放电阻R5与泄放开关K2，在储能电容C1的正端和出地端之间设置有与控制箱相连接的第一放电开关G1，在第三储能电容C3的正端与第二储能电容C2的负端设置有与控制箱相连接的第二放电开关G2，冲击接地电阻测量装置的放电通道是G1-C1-C2-G2-C3-C4-土壤入地端-土壤出地端-G1。放电的电流由罗氏线圈电流传感器测量，冲击电压的测量采用阻容分压器测量，分压器的高电压端接冲击接地电阻测量装置的入地点(电压端)，分压器的低压端)可以接0.618点或其它参考点(按照接地电阻的测量方法)。

参见图3、图4，本实用新型的可移动式杆塔冲击接地电阻测量装置的控制电路包括PLC即控制箱、触摸屏、执行机构和红外遥控的远程控制器，其中，远红外遥控的远程控制器的控制包括高压通、高压断、高压升、高压降、触发放电和紧急停止等控制开关。其控制流程：

(1)在触摸屏上预设放电电压；

(2)按红外遥控的远程控制器的“高压通”开关；

(3)PLC控制器检测充电电压是否大于或等于预设放电电压；

(4)若满足“充电电压大于或等于预设放电电压”，充电过程自动停止，按红外遥控的远程控制器的“高压断”开关；

(5)按红外遥控的远程控制器的“触发放电”开关；

(6)一次放电过程结束，一定幅值的冲击电流波形注入土壤，储存示波器上观察到的电压波形和电流波形。

(7)根据电压峰值和电流峰值得到土壤的冲击接地电阻。

(8)一次试验结束。

Claims (5)

1.一种可移动式杆塔冲击接地电阻测量装置，其特征在于：包括安装有恒压充电电源的充电电源绝缘架(1)、安装有冲击接地电阻测量装置的可移动的电容器放电绝缘架(2)和安装有控制箱以及波形记录仪器示波器的试验操作绝缘台(3)；

所述的冲击接地电阻测量装置包括与恒压充电电源相连的变压器(T)，变压器(T)的一个输出端与第三充电保护电阻(R3)相连，变压器(T)的另一端分别与第一硅堆(D1)的正极性端、第二硅堆(D2)的负极性端相连；第一硅堆(D1)的负极性端与第一充电保护电阻(R1)相连，第一充电保护电阻(R1)的另一端与第一储能电容(C1)的正端相连，第一储能电容(C1)的负端与第三充电保护电阻(R3)的另一端相连；第二硅堆(D2)的正极性端与第二充电保护电阻(R2)相连，第二充电保护电阻(R2)的另一端与第二储能电容(C2)的负端相连，第二储能电容(C2)的正端与第一储能电容(C1)的负端相连；第一储能电容(C1)的负端、第二储能电容(C2)的正端还与第二放电隔离电阻(R7)相连；第一储能电容(C1)的正端接第一放电隔离电阻(R6)，第一放电隔离电阻(R6)的另一端与第三储能电容(C3)的正端相连，第三储能电容(C3)的负端和第二放电隔离电阻(R7)的另一端相连；第二储能电容(C2)的负端接第三放电隔离电阻(R8)，第三放电隔离电阻(R8)的另一端与第四储能电容(C4)的负端相连，第四储能电容(C4)的负端和第二放电隔离电阻(R7)的另一端相连；在第一储能电容(C1)两端并接用来检测储能电容上的充电电压的直流分压器(R9、R10)；第四储能电容(C4)负端直接连接入地端，在电容器(C4)和大地的连线上套有电流传感器，电流传感器的输出连接到试 验操作绝缘台(3)上的示波器；第一、第二储能电容(C1、C2)的两端还分别并接有故障泄放电阻(R4)与泄放开关(K1)及泄放电阻(R5)与泄放开关(K2)，在储能电容(C1)的正端和出地端之间设置有与控制箱相连接的第一放电开关(G1)，在第三储能电容(C3)的正端与第二储能电容(C2)的负端设置有与控制箱相连接的第二放电开关(G2)，冲击接地电阻测量装置的放电通道是第一放电开关(G1)、储能电容(C1)、第二储能电容(C2)、第二放电开关(G2)、第三储能电容(C3)、第四储能电容(C4)-土壤入地端-土壤出地端-第一放电开关(G1)。

2.根据权利要求1所述的可移动式杆塔冲击接地电阻测量装置，其特征在于：所述的控制箱采用隔离变压器单独供电。

3.根据权利要求1所述的可移动式杆塔冲击接地电阻测量装置，其特征在于：所述的控制箱采用远红外遥控的远程控制方式控制第一、第二放电开关(G1、G2)。

4.根据权利要求1所述的可移动式杆塔冲击接地电阻测量装置，其特征在于：所述的电流传感器采用非接触式的罗氏线圈电流传感器。

5.根据权利要求1所述的可移动式杆塔冲击接地电阻测量装置，其特征在于：所述的充电电源绝缘架(1)、可移动的电容器放电绝缘架(2)和试验操作绝缘台(3)的下方均安装有绝缘支撑架和万向转动轮。 

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