[发明专利]一种垂直分层土壤动态电阻的试验方法

说明书

一种垂直分层土壤动态电阻的试验方法，试验方法包括搭建垂直分层土壤动态电阻试验平台，试验平台的测试箱左、右侧壁设置有左铜电极和右铜电极；冲击电流发生模块输出端连接到高压分压器模块的高压端，高压分压器模块的高压端连接到左铜电极；右铜电极连接到冲击电流发生模块的接地端，接地端连接到接地模块；电流采集模块用于测量流经左铜电极和右铜电极的电流，当绝缘隔板插入实验箱时，将实验箱从下至上分割为两个以上的空间。还包括测定土壤试品酸碱度并填充垂直分层土壤、测量土壤样品在当前酸碱度时的电压与电流和评估土壤动态电阻等步骤。本发明能有效模拟接地系统周围土壤垂直分层工况，对土壤动态电阻进行准确评估。

技术领域

本发明属于电力系统接地技术领域，具体涉及一种垂直分层土壤动态电阻的试验方法。

背景技术

输电线路杆塔在遭受雷击时，因杆塔接地电阻的存在，塔顶会产生很高的电位，过高的电位将引起杆塔对输电线路的反击，进而造成输电线短路，降低电力系统的稳定性以及可靠性。输电线路杆塔接地装置的主要功能是当塔顶或避雷线遭受雷击时，有效地将雷电流泄入大地，因此流经接地装置的电流主要是雷电冲击电流。当大冲击电流注入时土壤电阻率会下降，土壤电阻呈现动态变化。当土壤中因散流而产生的电场强度超过土壤的临界击穿场强时，接地体周围土壤中就会发生火花放电过程，显著降低土壤冲击电阻。土壤电阻的动态特性有助于降低埋入土壤中的接地系统的接地电阻，当然也有助于降低大地表面的暂态接地电位升。由此可见，输配电杆塔接地装置雷电冲击特性的研究对智能电网中建立先进可靠的输配电网络和供电系统，完善电网安全保障和防御体系具有重要意义。

由于输电线路杆塔接地极埋于土壤中，其冲击特性与接地体周围土壤的冲击特性密切相关。目前国内对土壤动态电阻特性的研究，主要通过计算机仿真来模拟土壤电阻的动态过程以及火花放电现象，而土壤电阻在冲击电流下的动态电阻特性受到很多因素的影响，比如：冲击电流幅值、土壤成分与结构、酸碱度、含水量、温度、外界电场强度等，这些因素导致土壤在高频大冲击电流作用下的动态电阻特性变得更加复杂，也使得杆塔接地装置的冲击接地电阻难以精确计算。因此为了更精确地计算接地装置冲击接地电阻，迫切需要一类智能测控试验平台，用于评估土壤冲击动态电阻，并且考虑土壤酸碱度、土壤垂直分层的影响，用以输配电系统的安全评估。提出了测试垂直分层土壤中酸碱度对动态电阻影响的方法，准确地建立接地装置在冲击电流作用下的暂态计算模型，为杆塔接地装置冲击特性的研究及其优化设计提供理论支持。

发明内容

本发明的目的是提供一种垂直分层土壤动态电阻的试验方法，以准确地建立接地装置在冲击电流作用下的暂态计算模型，为杆塔接地装置冲击特性的研究及其优化设计提供理论支持。

实现本发明目的的技术方案包括以下步骤：

第一步：搭建垂直分层土壤动态电阻试验平台，包括

测试箱；一字槽螺钉；测试箱左侧壁设置有左铜电极，以及控制左铜电极横向移动的操纵机构；测试箱右侧壁还设置有右铜电极；左铜电极和右铜电极均为竖直圆盘；还包括绝缘隔板、接地模块、冲击电流发生模块、高压分压器模块、电流采集模块、上位机处理模块、高压电缆、电缆接头、铜导线；

其中冲击电流发生模块输出端连接到高压分压器模块的高压端，高压分压器模块的高压端通过高压电缆和电缆接头连接到左铜电极；右铜电极通过铜导线连接到冲击电流发生模块的接地端，接地端连接到接地模块；高压分压器模块的接地端接地，通信端连接到上位机处理模块；电流采集模块通信端连接到上位机处理模块，测试端连接到铜导线，用于测量流经左铜电极和右铜电极的电流；还包括一个以上绝缘隔板，绝缘隔板可水平插入或抽出测试箱；当绝缘隔板插入测试箱时，将测试箱从下至上分割为两个以上的空间。