[发明专利]接地网冲击电流导致的二次电缆转移阻抗的测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及高电压技术领域，具体是指接地网冲击电流导致的二次电缆转移阻抗的测量方法，用于评估接地网在受到雷电冲击时对二次电缆的影响。

背景技术

在电力系统中为了工作和安全的需要，常需将电力系统及其电气设备的某些部分与大地相连接，这就是接地。电力系统接地就其目的来说可分为工作接地、防雷接地和保护接地三种。其中防雷接地是为了避免雷电的危害，避雷针、避雷线和避雷器等防雷设备都必须配以相应的接地装置以便把雷电流导入大地。接地网是确保变电站安全稳定运行的重要条件，其可靠性及安全性能一直受到设计和生产运行部门的高度重视。

评价接地网的指标有接地电阻、地电位升、接触电位差、跨步电位差等，均是针对工频时的情况。实际上，雷击时的接地问题更加突出，尤其是对二次系统。雷击时，接地网的地电位更不均匀，对二次系统的干扰也较大。雷击时干扰信号可以通过电流、电压互感器由二次电缆传到二次设备，也可以通过空间电磁场耦合到二次电缆或二次设备，还可以通过暂态地电位差施加到二次系统。此外二次电缆之间以及二次电缆与接地网之间也存在着感性和容性的耦合，这些耦合主要是电缆之间、电缆的芯皮之间、以及电缆与地之间的电容、电感造成的。

其中，通过暂态地电位差施加到二次系统的地网耦合对二次电缆影响最大。地网耦合主要是由于暂态地电位差施加在双端接地电缆的屏蔽层，从而在电缆屏蔽层产生暂态电流、进一步在电缆芯线感应电压造成的；或者当二次电缆芯线通过负载接地时接地点之间的电位差也会直接作用在二次电缆芯线。因此在接地网评估中，非常有必要评估接地网冲击特性对二次电缆的影响，比如雷电冲击下接地网在二次电缆芯线之间的电位差、芯线与地之间的电位差，以及相应的转移阻抗。但目前评价接地网的接地电阻、地电位升、接触电位差、跨步电位差等参数并不能反映这一问题。

分析雷击接地网时二次系统受到的骚扰比较复杂，简单的计算模拟很难与工程实际一致，最可靠的方法是实验。目前的试验方法是使用冲击电压发生器(或冲击电流发生器)在接地网上注入雷电流，该电流通过接地网外的电流极及引线返回到冲击电压发生器(或冲击电流发生器)。由于接地网很大，这种方法下需要的引线很长，同时由于电流极的接地电阻很大，严重限制了实验中的关键设备——冲击电压发生器(或冲击电流发生器)的输出能力，导致其输出波形畸变，输出电压减小，无法满足实测要求。以前解决该问题的方法通常是研制更高等级的电流发生器，实验成本很高。

发明内容

本发明的目的是提供接地网冲击电流导致的二次电缆转移阻抗的测量方法，通过该测量方法能够获得二次电缆芯线与芯线之间的转移阻抗和芯线与接地网之间的转移阻抗，用于评估接地系统冲击特性，指导接地工程建设，同时该测量方法对设备的参数要求不高，大大降低了实验成本。

本发明的上述目的通过如下技术方案来实现的：接地网冲击电流导致的二次电缆转移阻抗的测量方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

(1)选取变电站接地网对边中部的两个点作为冲击电压发生器的接地点，其中一个接地点为电流入地点，另一个接地点为电流流出点；

(2)将冲击电压发生器通过步骤(1)中选取的两个接地点与变电站的接地网相连接；

(3)找出冲击电压发生器两个接地点连线的中点；

(4)在冲击电压发生器两个接地点的连线上，找出一条以该连线的中点作为对称点的线段，该线段的长度为冲击电压发生器两个接地点连线长度的80％；

(5)在线段上铺设二次电缆，二次电缆的接地方式与实际运行电缆相同；

(6)使用标准的冲击波形，向冲击电压发生器的电流入地点注入电流，并从电流流出点抽出电流；

(7)使用示波器测量冲击电压发生器的输出电流波形；

(8)由于对称性，使用示波器测量铺设的二次电缆任意一端处的芯线与芯线之间的电位差和该端处芯线与接地网之间的电位差；

(9)将步骤(8)中测得的两种电位差分别除以2，即得到接地网上只有一个冲击电流注入点下，二次电缆上的芯线与芯线之间的电位差和芯线与接地网之间的电位差；

(10)将步骤(9)中获得的两个电位差的峰值分别与步骤(7)测量获得的冲击电压发生器的输出电流峰值相比，即可得到接地网冲击电流导致的二次电缆芯线与芯线之间的转移阻抗和芯线与接地网之间的转移阻抗。

本发明中，所述步骤(6)中标准的冲击波形为2.6/50us或8/20us的电流波。