[发明专利]一种垂直接地极冲击阻抗畸变率评测系统及方法

说明书

本发明提供一种垂直接地极冲击阻抗畸变率评测系统及方法，所述系统包括主机、无线信号输送模块、数据处理与控制模块、冲击电压发生模块、霍尔电压传感器和电源模块；主机发出触发信号，无线信号输送模块和数据处理与控制模块传递信号，冲击电压发生模块发出冲击电压；霍尔电压传感器采集折反射电压，并传递至数据处理与控制模块；数据处理与控制模块计算垂直接地极的冲击阻抗和冲击阻抗畸变因数，并发送至主机，供其对垂直接地极进行评测。所述方法是通过冲击电压发生模块向杆塔塔顶发出冲击电压U_i，霍尔电压传感器采集折反射电压U_o，数据处理与控制模块计算垂直接地极的冲击阻抗Z_m和冲击阻抗畸变因数η，主机依据η对杆塔垂直接地极进行评测。

技术领域

本发明涉及雷电防护技术领域，更具体地，涉及一种垂直接地极冲击阻抗畸变率评测系统及方法。

背景技术

恶劣天气下雷击输电线路引起的事故频繁发生。当雷电直击线路杆塔或架空地线时，雷电电流将经杆塔及垂直接地极向大地流散，由于杆塔及垂直接地极间存在冲击阻抗，雷电电流在这一阻抗上会产生压降，垂直接地极的冲击阻抗大小直接影响输电线路的防雷水平；而垂直接地极在工作过程中冲击阻抗会产生畸变，当畸变程度严重时会对输电线路的防雷水平产生影响，进而影响到输电线路的运行安全。现有技术仅对接地接地极的冲击阻抗进行测量或计算，并没有涉及到垂直接地极冲击阻抗畸变率的评测；并且对冲击阻抗的测量方法有：通过测量杆塔接地装置的工频接地电阻，再乘以冲击系数，得到冲击接地阻抗，这种方法是利用间接手段求出，结果可靠性较差；利用传统的接地电阻测量中的三极法测得冲击接地阻抗，但三极法源于均匀土壤中地表电位分布的规律，当土壤结构不均匀时，测量结果会有误差。为了准确地测出复杂土壤工况的垂直接地极的冲击阻抗是否畸变以及畸变的程度，亟需一种智能的评测系统和评测方法。

2010年2月17日公开的中国专利申请CN101650389A提供了输电线路杆塔冲击接地电阻测量方法及其仪器。该方法是通过冲击电流发生器产生入射电流注入大地，数据采集装置采集杆塔接地体电压和电流，再用MCU控制板对采集到的数据进行处理与线性放大，求出接地体在标准雷电流作用下的电压响应，得到等效电压um、电流峰值im，最后根据公式Rch＝um/im即得到杆塔冲击接地电阻。该方法将冲击电流发生器产生入射电流注入大地，数据采集装置采集杆塔接地体电压和电流，再对电压电流进行线性放大后计算冲击接地电阻。该方法的电流注入方式与实际情况不符，采集的电压电流数值不具有参考性，再经过线性放大过程会再次增加误差，最终得到的冲击接地电阻可靠性差，并且也没有对垂直接地极冲击阻抗畸变率进行评测。

发明内容

本发明为克服上述现有技术没有对垂直接地极冲击阻抗畸变率进行评测的缺陷，提供一种垂直接地极冲击阻抗畸变率评测系统及方法。

本发明的技术方案如下：

本发明提供一种垂直接地极冲击阻抗畸变率评测系统，所述系统包括主机、无线信号输送模块、数据处理与控制模块、冲击电压发生模块、霍尔电压传感器和电源模块；

所述主机发出触发信号，所述触发信号经无线信号输送模块传递至数据处理与控制模块，所述数据处理与控制模块向冲击电压发生模块发出触发指令，所述冲击电压发生模块接收到所述触发指令后向杆塔塔顶发出冲击电压；

所述霍尔电压传感器用于采集杆塔的垂直接地极对所述冲击电压的折反射电压，并将所述折反射电压传递至数据处理与控制模块；所述数据处理与控制模块根据冲击电压、折反射电压、杆塔建筑参数和杆塔所在位置的土壤参数计算垂直接地极的冲击阻抗和冲击阻抗畸变因数，并将冲击阻抗畸变因数经无线信号输送模块发送至主机；所述主机依据冲击阻抗畸变因数对垂直接地极进行评测；

所述电源模块为无线信号输送模块、数据处理与控制模块、冲击电压发生模块和霍尔电压传感器供电。