CN213903653U - 风机冲击接地阻抗测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种风机冲击接地阻抗测试装置，包括：脉冲电流发生器、电流探头、电压探头、第一接地导体、第二接地导体及录波器；脉冲电流发生器的高压端通过电流注入引线连接风机接地装置，低压端通过电流引线与第一接地导体连接；电压探头的高压端通过注入点引线与接地装置连接，接地端通过电压引线与第二接地导体连接，信号端与录波器连接；电流注入引线穿过电流探头，电流探头与录波器连接。本实施例可以对风机接地装置冲击阻抗进行准确测量，减小了相互耦合时的干扰，测量结果准确度更高，且易于携带及进行测试操作。

Description

风机冲击接地阻抗测试装置

技术领域

本实用新型涉及高压接地电阻测量技术领域，具体而言，涉及一种风机冲击接地阻抗测试装置。

背景技术

风机的雷电防护一直是困扰风机运行的难题。长期以来国内外采用了大量防护措施，如降低风机接地装置的冲击接地电阻、在风机叶片设置接闪器、加装避雷器等，但由于雷电的随机性、各种防护措施的技术经济性、以及运行维护问题等因素的制约，导致风机设备受到雷击引发的跳闸率较高，尤其是在多雷、土壤电阻率高、地形复杂的山区，雷击风机引起的事故率会更高。

当风机发生雷击时，雷电冲击电流注入风机顶部，电流沿着风机塔身和接地装置散流入地。当接地的冲击电阻较大时，会引起风机顶部电压的急剧升高，从而导致风机出现故障，无法正常运行。风机接地的工频接地电阻主要用于泄放工频短路电流，而风机接地装置的冲击特性决定风机的防雷保护效果。因此十分有必要开展风机冲击接地阻抗测试研究。

目前针对风机冲击接地阻抗测试方法存在如下问题：1、采用工频接地阻抗乘以冲击系数换算得到冲击接地阻抗，计算结果存在误差；2、电流引线和电压引线由于导线间角度和间距较小，造成引线间互感很大，在高频冲击电流下产生的引线间感应电流影响测量精度；3、通过大功率冲击装置进行冲击测试，但设备通常极其笨重，移动不便，现场测试操作困难。

实用新型内容

本实用新型解决的是现有风机冲击接地阻抗测试方式，存在测试准确度差及测试操作困难的问题。

为解决上述问题，本实用新型实施例是这样实现的：

本实用新型实施例提供一种风机冲击接地阻抗测试装置，包括：脉冲电流发生器、电流探头、电压探头、第一接地导体、第二接地导体及录波器；所述脉冲电流发生器的高压端通过电流注入引线连接风机接地装置，低压端通过电流引线与第一接地导体连接；所述电压探头的高压端通过注入点引线与所述接地装置连接，接地端通过电压引线与第二接地导体连接，信号端与所述录波器连接；所述第一接地导体与所述第二接地导体在所述风机接地装置两侧对称设置；所述电流注入引线穿过所述电流探头，所述电流探头与所述录波器连接。

可选地，还包括移动电源，所述移动电源为锂电池。

可选地，所述第一接地导体及所述第二接地导体为接地钢钎。

可选地，所述电流引线与所述电压引线的长度均大于或等于100m。

可选地，所述冲击电流回流点与所述电压参考点对称设置于所述风机接地装置两侧。

可选地，所述电流引线与所述电压引线之间的测试布置夹角为180°。

可选地，所述电流探头为无源电流探头。

可选地，所述电压探头为高压无源探头。

可选地，还包括逆变器，所述逆变器与所述锂电池连接。

可选地，所述电流注入引线与所述风机接地装置的预设电流接入点连接。

本实施例提供的风机冲击接地阻抗测试装置，可以对风机接地装置冲击阻抗进行准确测量，减小了相互耦合时的干扰，测量结果准确度更高，且易于携带及进行测试操作。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种风机冲击接地阻抗测试装置的布置示意图；

图2为本实用新型实施例提供的实测的风机冲击电压波形示意图；

图3为本实用新型实施例提供的实测的风机冲击电流波形示意图。

附图标记说明：

10-接地装置；11-脉冲电流发生器；12-录波器；13-高压探头；14-电流探头。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

目前针对风机冲击接地阻抗的测试方法存在如下问题：

1、传统的风机接地装置冲击电阻测量方法大多采用简单工频的电压电流测量方法得到工频接地阻抗，在工频接地阻抗的基础上乘以一个冲击系数换算成冲击阻。但由于纵向电感的作用，风机接地装置在冲击下只有有限面积在起作用，这与工频时接地电阻与占地面积的平方根成正比并不一致，因此通过测量风机接地的工频接地电阻并不能正确评估风机的冲击接地状态。

2、传统测量方法布置的电流引线和电压引线间由于导线间角度和间距较小会造成引线间互感很大，在高频冲击电流下产生的引线间感应电流会对测量造成很大的影响。

3、在实验室通常会通过大功率冲击装置进行冲击测试，但设备通常极其笨重，移动不便，难以在风电现场对风电接地装置的冲击状态进行测量。

本实用新型实施例提供了一种便携、高效、准确的对风机接地装置的冲击特性进行测量的风机冲击接地阻抗测试装置，从而评估风机的雷电耐受水平。

上述测试装置在测量时引线间需要尽量远离，以防止相互之间的干扰，在风机接地装置上选取电流注入点，利用小电流脉冲电流发生器作为暂态电流注入源，选用示波器观测暂态电流和电压并进行数据记录，以上设备均使用锂电池独立供电。可选地，选用无源电流探头测量电流，选用高压无源探头测量电压。

本实施例提供了一种风机冲击接地阻抗测试装置，包括：脉冲电流发生器、电流探头、电压探头、第一接地导体、第二接地导体及录波器。

其中，脉冲电流发生器作为冲击发生器，用于产生冲击测试高压并注入到风机的接地装置，其高压端通过电流注入引线连接风机的接地装置，其低压端通过电流引线与第一接地导体连接，该第一接地导体在测试时设置于冲击电流回流点。电流注入引线可以与风机接地装置的预设电流接入点连接。

通过脉冲电流发生器进行测试，整体测试装置现场携带方便，更易于在风电现场开展规模数量较多的风机冲击阻抗测量。

电压探头，用于测量脉冲电流发生器注入接地装置的电位升，其高压端通过注入点引线与上述接地装置连接，接地端通过电压引线与第二接地导体连接，其信号端与录波器连接，该第二接地导体在测试时设置于电压参考点。电压探头可以采用高压无源探头。第一接地导体与第二接地导体在风机接地装置两侧对称设置。

电流探头，用于测量注入风机接地装置的冲击电流，上述电流注入引线穿过电流探头，电流探头与录波器连接。电流探头可以采用无源电流探头。录波器用于观测及记录电压波形数值及电流波形数值。

在冲击电流作用下，接地装置的阻抗为暂态阻抗，随时间而发生变化，通过观察波形将冲击电压的最大值与冲击电流的最大值，可计算出冲击接地电阻，从而能够实现风机接地装置冲击阻抗的准确测量。

本实施例提供的风机冲击接地阻抗测试装置，可以对风机接地装置冲击阻抗进行准确测量，减小了相互耦合时的干扰，测量结果准确度更高，且易于携带及进行测试操作。

进一步，上述风机冲击接地阻抗测试装置还包括移动电源，移动电源为锂电池，该锂电池还连接有逆变器。上述第一接地导体及第二接地导体可以采用接地钢钎。

上述冲击电流回流点与电压参考点对称设置于风机接地装置两侧，电流引线与电压引线的长度均大于或等于100m，电流引线与电压引线之间的测试布置夹角为180°。通过将电流引线与电压引线两者180°布置，可以减小相互耦合时的干扰，测量结果更准确。

图1为本实用新型实施例提供的一种风机冲击接地阻抗测试装置的布置示意图。

在风机接地装置10的引线处接入脉冲电流发生器11的高压端作为冲击电流注入点。在距离风机100m远的位置设置一处冲击电流回流点，将一根接地钢钎A打入地下接地，将冲击发生器的低压端通过电流引线与接地钢钎A相连接。在冲击电流回流点相对于接地装置的对称侧，与电流引线呈180°夹角，同样距离风机100m远的位置设置一处电压参考点，将1根接地钢钎B打入地下接地，录波器12通过电压引线与接地钢钎B相连接。

将注入点引线连接至高压探头13高压侧，将参考点电压引线连接至高压探头接地一侧，将信号端连接至录波器。将电流注入引线穿过电流探头14，将电流探头信号端连接至录波器。

将现场引线和测量设备布置好后，按照下述步骤开展试验：

(1)操作冲击发生器通过高压端引线注入冲击电流，通过回流点从低压端引线回流；

(2)通过电流探头测量注入风机接地装置的冲击电流；

(3)通过电压探头测量风机接地装置的电位升；

(4)采用录波器观测并记录电流和电压波形数值。在冲击电流作用下，接地装置的阻抗为暂态阻抗，随时间而发生变化，通过观察波形计算冲击电压的最大值与冲击电流的最大值之比，从而得出冲击接地电阻。

以某次风电现场实测的数据为例。在测试点利用冲击发生器产生的冲击电流，利用柔性线圈测量注流点处的电流值与注流点处的地电位升数值。图2为实测的风机冲击电压波形示意图，图3为实测的风机冲击电流波形示意图。冲击电压及冲击电流的比值即被测试接地装置的冲击电阻。

虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种风机冲击接地阻抗测试装置，其特征在于，包括：脉冲电流发生器、电流探头、电压探头、第一接地导体、第二接地导体及录波器；

所述脉冲电流发生器的高压端通过电流注入引线连接风机接地装置，低压端通过电流引线与第一接地导体连接；

所述电压探头的高压端通过注入点引线与所述接地装置连接，接地端通过电压引线与第二接地导体连接，信号端与所述录波器连接；所述第一接地导体与所述第二接地导体在所述风机接地装置两侧对称设置；

所述电流注入引线穿过所述电流探头，所述电流探头与所述录波器连接。

2.根据权利要求1所述的风机冲击接地阻抗测试装置，其特征在于，所述电流引线与所述电压引线的长度均大于或等于100m。

3.根据权利要求1所述的风机冲击接地阻抗测试装置，其特征在于，还包括移动电源，所述移动电源为锂电池。

4.根据权利要求1所述的风机冲击接地阻抗测试装置，其特征在于，所述第一接地导体及所述第二接地导体为接地钢钎。

5.根据权利要求1所述的风机冲击接地阻抗测试装置，其特征在于，所述第一接地导体在测试时设置于冲击电流回流点，所述第二接地导体在测试时设置于电压参考点。

6.根据权利要求1所述的风机冲击接地阻抗测试装置，其特征在于，所述电流引线与所述电压引线之间的测试布置夹角为180°。

7.根据权利要求1所述的风机冲击接地阻抗测试装置，其特征在于，所述电流探头为无源电流探头。

8.根据权利要求1所述的风机冲击接地阻抗测试装置，其特征在于，所述电压探头为高压无源探头。

9.根据权利要求3所述的风机冲击接地阻抗测试装置，其特征在于，还包括逆变器，所述逆变器与所述锂电池连接。

10.根据权利要求1所述的风机冲击接地阻抗测试装置，其特征在于，所述电流注入引线与所述风机接地装置的预设电流接入点连接。

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