[发明专利]一种测量带避雷线的输电线路杆塔接地装置冲击接地阻抗的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量带避雷线或其它类型架空地线的输电线路杆塔接地装置冲击接地阻抗方法，该方法适用于输电线路杆塔的防雷设计和防雷改造，属于电力系统过电压测试领域。

背景技术

输电线路的雷击跳闸严重影响了我国电网的安全运行。为了提高输电线路的运行可靠性，降低线路杆塔在雷击时产生的反击电压，从而使输电线路的雷击跳闸率维持在正常的水平，因此需要对线路杆塔接地装置的冲击接地阻抗进行测量。目前，根据我国出版的大量高电压技术以及接地相关的教学书籍，以及电力系统行业规范中接地的相关规定记载，杆塔接地装置的冲击接地阻抗主要的获得方法是：通过测量杆塔接地装置的工频接地电阻，再乘以冲击系数得到，该方法无法直接直观得到杆塔接地装置的冲击接地阻抗。标准DL/T 266-2012接地装置冲击特性参数测试导则中给出的测量方法是以传统的接地电阻测量中的三极法为基础，测量时需要布置两根测量线，而且通过接地相关的书籍及标准DL/T 266-2012给出的基本知识可知，三极法源于均匀土壤中地表电位分布的规律，因此当土壤结构不均匀或测量电极位置有偏差时，均会给测量结果带来误差。本发明中提出的一种测量输电线路杆塔接地装置冲击接地阻抗的方法，该方法利用接地装置冲击接地阻抗、避雷线的波阻抗以及辅助电极冲击接地阻抗组成的电路模型，通过测量三者的电流与电压关系从而得到输电线路杆塔接地装置的冲击接地阻抗，避免土壤结构不均匀和测量电极位置偏差造成的测量误差，布线方式更简单，测量结果更准确。

该方法不仅可以直接测量输电线路杆塔接地装置的冲击接地阻抗，通过增大电源输出电压波形或电流波形的幅值，还可以测量发生火花放电后的输电线路杆塔接地极的冲击接地阻抗；通过改变冲击电源以输出操作过电压波形时，还可以测得操作过电压作用下的输电线路杆塔冲击接地阻抗。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测量带避雷线或其它类型架空地线的输电线路杆塔接地装置冲击接地阻抗方法，使用该方法可以直接测量输电线路杆塔接地装置的冲击接地阻抗，通过增大电源输出电压波形或电流波形的幅值，还可以测量发生火花放电后的输电线路杆塔接地极的冲击接地阻抗；冲击电源输出操作过电压波形时，还可以测得操作过电压冲击接地阻抗。

本发明实现上述目的的技术原理是利用输电线路杆塔接地装置对输入的响应情况，采用电路分析法来计算接地阻抗。其原理如附图1与图2所示：图中S为测量用的冲击电源；V为电压波形测量装置；A为电流波形测量装置；R为输电线路杆塔的冲击接地阻抗，其实质为杆塔处接地装置的冲击接地阻抗；Z为输电线路杆塔和避雷线等效阻抗；R₂为辅助接地极的等效冲击接地阻抗。

如附图1所示，当在输电线路杆塔接地装置的引下线与避雷线或架空地线接地引下线之间施加测试用冲击电源时，电流通过杆塔接地装置的电阻R，以及杆塔和避雷线或架空地线的等效波阻抗Z；此时根据冲击阻抗的定义，电源输出电压波形的最大值U₁和冲击电流波形最大值I₁之间满足以下关系：

U₁＝I₁(R+Z)

如附图2所示，当在辅助接地极与杆塔接地引下线及避雷线或架空地线的接地引下线之间施加测试用冲击电源时，设此部分电流波形最大值为I；电流一部分通过杆塔接地装置的冲击接地阻抗R，设此部分电流波形最大值为I₂；另一部分通过杆塔和避雷线的等效波阻抗Z，设此部分电流波形最大值为I₃；此时施加在R和Z上的电压波形最大值相同，即冲击电源与辅助接地极上的冲击电压波形叠加后的最大值，设为U₂；则根据冲击阻抗的定义，有：

U₂＝I₂R

U₂＝I₃Z

又根据并联电路分流定律，可以得到以下关系

I＝I₂+I₃

所以根据上述测得的电流和电压波型最大值，可以得到输电线路的杆塔冲击接地阻抗R。

本发明可以应用于所有具有以下特征的输电线路杆塔：

一种测量带避雷线的输电线路杆塔接地装置冲击接地阻抗的方法，本发明特征在于，该方法的输电线路杆塔架设有避雷线；杆塔的接地装置和避雷线之间通过引下线相连，引下线与接地装置通过螺栓连接，二者在电气连接上可以拆开；

本发明方法包括以下步骤：