含火花效應(yīng)修正功能的桿塔沖擊接地電阻測(cè)量?jī)x的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及線路桿塔防雷接地技術(shù)，具體涉及含火花效應(yīng)修正功能的桿塔沖擊接地電阻測(cè)量?jī)x，包括看門狗和電源電路，還包括沖擊電流發(fā)生器、桿塔接地體、示波器、MCU控制板、顯示器、電壓互感器與電流互感器、沖擊接地電阻數(shù)據(jù)庫(kù)；所述MCU控制板通過所述沖擊電流發(fā)生器連接所述桿塔接地體；所述桿塔接地體依次連接所述電壓互感器與電流互感器、示波器和沖擊接地電阻數(shù)據(jù)庫(kù)；所述MCU控制板分別連接所述看門狗、所述顯示器和所述示波器；所述電源電路用于提供電源。該電阻測(cè)量?jī)x考慮到了沖擊電流作用下桿塔接地體的火花效應(yīng)，準(zhǔn)確度優(yōu)于直接用工頻電阻衡量的方法和仿真計(jì)算得到的沖擊電阻，同時(shí)測(cè)量裝置要求降低，解決了無法進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的難題。
【專利說明】
含火花效應(yīng)修正功能的桿塔沖擊接地電阻測(cè)量?jī)x
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于線路桿塔防雷接地技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及含火花效應(yīng)修正功能的桿塔沖擊接地電阻測(cè)量?jī)x。
【背景技術(shù)】
[0002]輸電線路桿塔接地是降低雷擊桿塔時(shí)產(chǎn)生的過電壓對(duì)線路構(gòu)成威脅的重要措施，而桿塔的沖擊接地電阻大小直接影響線路耐雷水平，降低沖擊接地電阻值能顯著提高線路耐雷水平，所以為保障輸電線路安全運(yùn)行，準(zhǔn)確測(cè)量雷電流作用下桿塔接地電阻值至關(guān)重要。雷電流作用下桿塔接地裝置的沖擊特性與接地體的工頻特性有很大的差別，所以常出現(xiàn)輸電線路桿塔接地裝置工頻接地阻抗的實(shí)測(cè)結(jié)果滿足要求，而輸電線路遭到雷擊后仍跳閘的情況。
[0003]專利CN200910063596提出了一種輸電線路桿塔沖擊接地電阻測(cè)量方法及其儀器，通過沖擊電流發(fā)生器產(chǎn)生小幅值的入射電流注入大地，數(shù)據(jù)采集裝置采集桿塔接地體電壓和電流，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與線性放大，求出接地體在標(biāo)準(zhǔn)雷電流作用下沖擊接地電阻。該方法直接將數(shù)據(jù)線性放大，得到標(biāo)準(zhǔn)沖擊電流下的接地電阻，忽略了雷電流沖擊下接地體的電感效應(yīng)和火花效應(yīng)，結(jié)果不準(zhǔn)確。
[0004]目前市場(chǎng)上的沖擊接地電阻測(cè)量?jī)x要么適用范圍有限，只能測(cè)量特定電壓等級(jí)或者特定接地體結(jié)構(gòu)的沖擊電阻，要么通過仿真數(shù)據(jù)估算，無法準(zhǔn)確考慮到?jīng)_擊電流下接地體的火花效應(yīng)，要么運(yùn)用起來耗時(shí)費(fèi)力，不能同時(shí)保證簡(jiǎn)便性和精度的要求。因此需要設(shè)計(jì)準(zhǔn)確實(shí)用的桿塔沖擊接地電阻測(cè)量?jī)x，以便工程上對(duì)桿塔接地裝置進(jìn)行科學(xué)合理的檢驗(yàn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的提供一種利用接地模型試驗(yàn)研究的結(jié)果對(duì)實(shí)際桿塔沖擊電阻測(cè)量值進(jìn)行火花效應(yīng)修正，測(cè)量精度高的桿塔沖擊接地電阻測(cè)量?jī)x。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:含火花效應(yīng)修正功能的桿塔沖擊接地電阻測(cè)量?jī)x，包括看門狗和電源電路，還包括沖擊電流發(fā)生器、桿塔接地體、示波器、M⑶控制板、顯示器、電壓互感器與電流互感器、沖擊接地電阻數(shù)據(jù)庫(kù);所述M⑶控制板通過所述沖擊電流發(fā)生器連接所述桿塔接地體;所述桿塔接地體依次連接所述電壓互感器與電流互感器、示波器和沖擊接地電阻數(shù)據(jù)庫(kù);所述MCU控制板分別連接所述看門狗、所述顯示器和所述示波器;所述電源電路用于提供電源。
[0007]進(jìn)一步地，所述電阻測(cè)量?jī)x所有部件組裝在一個(gè)便攜式外殼箱內(nèi)，且所述便攜式外殼箱上設(shè)有接線柱。
[0008]進(jìn)一步地，所述電源電路采用交直流變換器，通過AC/DC變換將220V交流變換成直流電壓±12V和±5V輸出。
[0009]更進(jìn)一步地，所述沖擊電流發(fā)生器采用便攜式?jīng)_擊電流發(fā)生器，保持波形為1.2/50uso
[0010]更加進(jìn)一步地，所述沖擊電流發(fā)生器產(chǎn)生沖擊電流注入接地極，接著通過所述電壓互感器與電流互感器的二次側(cè)電壓電流信號(hào)經(jīng)所述示波器采集，所述MCU控制板將所述示波器采集到的信號(hào)與所述沖擊接地電阻數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)進(jìn)行比較處理，再由所述顯示器顯不O
[0011]本實(shí)用新型的工作原理:測(cè)量?jī)x工作時(shí)，首先沖擊電流發(fā)生器產(chǎn)生小幅值的沖擊電流，注入接地極，然后電壓互感器與電流互感器的二次側(cè)電壓電流信號(hào)經(jīng)示波器采集，MCU主控制板將采集到的沖擊接地電阻曲線和沖擊接地電阻數(shù)據(jù)庫(kù)中的曲線對(duì)照，經(jīng)過計(jì)算得到標(biāo)準(zhǔn)雷電流沖擊下接地體的電阻。
[0012]上述電阻測(cè)量?jī)x中沖擊接地電阻數(shù)據(jù)庫(kù)的建立:
[0013]將實(shí)際工程桿塔常用的接地體結(jié)構(gòu)和尺寸等效縮小10倍作為接地體模型，進(jìn)行沖擊電流試驗(yàn)，調(diào)節(jié)沖擊電流發(fā)生器，其幅值由小到大變化，得到不同的土壤電阻率下接地模型沖擊電阻隨沖擊電流幅值的變化關(guān)系。試驗(yàn)中考慮到了大沖擊下土壤的火花效應(yīng)，沖擊電流幅值最大達(dá)到lkA，等效于真型接地體尺寸下電流幅值100kA，電流波形保持0.12/5ys不變，等效于真型接地體尺寸下電流波形1.2/50ys。
[0014]根據(jù)縮比桿塔模型尺寸和真型桿塔之間的等效關(guān)系，將縮比試驗(yàn)得到的接地體沖擊電阻隨沖擊電流幅值變化的曲線換算成實(shí)際尺寸桿塔的沖擊接地電阻曲線。將換算后的真型桿塔沖擊電阻隨沖擊電流幅值變化的曲線整理成沖擊接地電阻數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0015]上述電阻測(cè)量?jī)x中實(shí)際桿塔接地體沖擊電阻曲線和沖擊接地電阻數(shù)據(jù)庫(kù)中電阻曲線對(duì)比:
[0016]將實(shí)際桿塔接地體在低幅值的沖擊電流下隨著電流幅值增加的變化規(guī)律曲線與沖擊接地電阻數(shù)據(jù)庫(kù)中各個(gè)電阻曲線對(duì)比，計(jì)算其走勢(shì)吻合度，試驗(yàn)曲線為不同沖擊電流下各點(diǎn)電阻值與沖擊接地電阻數(shù)據(jù)庫(kù)電阻曲線相應(yīng)的電阻值相減，得到一個(gè)差值的數(shù)據(jù)隊(duì)列，然后求其平均差值和標(biāo)準(zhǔn)差，標(biāo)準(zhǔn)差越小說明吻合度越高。沖擊接地電阻數(shù)據(jù)庫(kù)中與試驗(yàn)曲線走勢(shì)吻合度最高的接地電阻曲線作為該桿塔的沖擊接地電阻參考值，在大幅值的雷電流沖擊下，桿塔的接地電阻值為參考值加上平均差值。
[0017]本實(shí)用新型的有益效果:提出通過測(cè)得桿塔低幅值沖擊電流下的接地電阻，搜索沖擊接地電阻數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)照得到大沖擊電流下桿塔接地電阻，考慮到了沖擊電流作用下桿塔接地體的火花效應(yīng)，準(zhǔn)確度優(yōu)于直接用工頻電阻衡量的方法和仿真計(jì)算得到的沖擊電阻，同時(shí)測(cè)量裝置要求降低，解決了無法進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的難題。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施方式結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是本實(shí)用新型含一個(gè)實(shí)施方式原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0021]如圖1所示，本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】采用如下技術(shù)方案，含火花效應(yīng)修正功能的桿塔沖擊接地電阻測(cè)量?jī)x，包括看門狗和電源電路，還包括沖擊電流發(fā)生器1、桿塔接地體、示波器2、M⑶控制板3、顯示器4、電壓互感器與電流互感器5、沖擊接地電阻數(shù)據(jù)庫(kù)6;所述MCU控制板3通過所述沖擊電流發(fā)生器I連接所述桿塔接地體;所述桿塔接地體依次連接所述電壓互感器與電流互感器5、示波器2和沖擊接地電阻數(shù)據(jù)庫(kù)6;所述MCU控制板3分別連接所述看門狗、所述顯示器4和所述示波器2;所述電源電路用于提供電源。
[0022]上述的電阻測(cè)量?jī)x中所述電阻測(cè)量?jī)x所有部件組裝在一個(gè)便攜式外殼箱內(nèi)，且所述便攜式外殼箱上設(shè)有接線柱。所述電源電路采用交直流變換器，通過AC/DC變換將220V交流變換成直流電壓±12V和±5V輸出。所述沖擊電流發(fā)生器I采用便攜式?jīng)_擊電流發(fā)生器，保持波形為1.2/50ys。所述沖擊電流發(fā)生器產(chǎn)生沖擊電流注入接地極，接著通過所述電壓互感器與電流互感器的二次側(cè)電壓電流信號(hào)經(jīng)所述示波器采集，所述MCU控制板將所述示波器采集到的信號(hào)與所述沖擊接地電阻數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)進(jìn)行比較處理，再由所述顯示器顯不O
[0023]上述的電阻測(cè)量?jī)x中所有部件組裝在一個(gè)便攜式外殼箱內(nèi)，便攜式外殼箱上設(shè)有接線柱，用于三極法接地電阻測(cè)量時(shí)和電壓電流極以及接地極相連。電源電路中包括一個(gè)交直流變換器，通過AC/DC變換將220V交流變換成不同大小的直流電壓±12V和±5V，供給各部件電源。
[0024]上述的電阻測(cè)量?jī)x原理是利用沖擊電流發(fā)生器產(chǎn)生波形為1.2/50ys，幅值較小的沖擊電流注入接地極，配合示波器，采用三極法測(cè)量接地體在低幅值的沖擊電流下隨著電流幅值增加的變化規(guī)律曲線，通過與沖擊接地電阻數(shù)據(jù)庫(kù)中完整的電阻曲線對(duì)比，選取與其走勢(shì)吻合度最高的曲線加上平均差值得到其標(biāo)準(zhǔn)大電流沖擊下的接地電阻。
[0025]利用上述的電阻測(cè)量?jī)x進(jìn)行桿塔沖擊接地電阻的測(cè)量，步驟如下:
[0026](I)斷開桿塔和接地體的連接；
[0027](2)根據(jù)三極法中的直線法在現(xiàn)場(chǎng)布線，將電阻測(cè)量?jī)x的接線柱分別和電壓極、電流極、接地極相連，注意每個(gè)接線柱對(duì)應(yīng)的連接電極，不要混淆；
[0028](3)電阻測(cè)量?jī)x開機(jī)，進(jìn)行自檢測(cè)試和校準(zhǔn)；
[0029](4)沖擊電流發(fā)生器開啟，調(diào)節(jié)其波頭時(shí)間和幅值；
[0030](5)讀取并記錄保存最終的沖擊接地電阻曲線。
[0031]電阻測(cè)量?jī)x工作時(shí)，首先沖擊電流發(fā)生器產(chǎn)生小幅值的沖擊電流，注入接地極，然后電壓互感器與電流互感器的二次側(cè)電壓電流信號(hào)經(jīng)示波器采集，采集到的沖擊接地電阻曲線和沖擊接地電阻數(shù)據(jù)庫(kù)中電阻曲線對(duì)照，經(jīng)過計(jì)算得到標(biāo)準(zhǔn)雷電流沖擊下接地體的電阻。
[0032]應(yīng)當(dāng)理解的是，本說明書未詳細(xì)闡述的部分均屬于現(xiàn)有技術(shù)。
[0033]雖然以上結(jié)合附圖描述了本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些僅是舉例說明，可以對(duì)這些實(shí)施方式做出多種變形或修改，而不背離本實(shí)用新型的原理和實(shí)質(zhì)。本實(shí)用新型的范圍僅由所附權(quán)利要求書限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.含火花效應(yīng)修正功能的桿塔沖擊接地電阻測(cè)量?jī)x，包括看門狗和電源電路，其特征在于:還包括沖擊電流發(fā)生器、桿塔接地體、示波器、M⑶控制板、顯示器、電壓互感器與電流互感器、沖擊接地電阻數(shù)據(jù)庫(kù);所述MCU控制板通過所述沖擊電流發(fā)生器連接所述桿塔接地體;所述桿塔接地體依次連接所述電壓互感器與電流互感器、示波器和沖擊接地電阻數(shù)據(jù)庫(kù);所述MCU控制板分別連接所述看門狗、所述顯示器和所述示波器;所述電源電路用于提供電源。2.如權(quán)利要求1所述的含火花效應(yīng)修正功能的桿塔沖擊接地電阻測(cè)量?jī)x，其特征在于:所述電阻測(cè)量?jī)x所有部件組裝在一個(gè)便攜式外殼箱內(nèi)，且所述便攜式外殼箱上設(shè)有接線柱。3.如權(quán)利要求1所述的含火花效應(yīng)修正功能的桿塔沖擊接地電阻測(cè)量?jī)x，其特征在于:所述電源電路采用交直流變換器，通過AC/DC變換將220V交流變換成直流電壓土 12V和土 5V輸出。4.如權(quán)利要求1所述的含火花效應(yīng)修正功能的桿塔沖擊接地電阻測(cè)量?jī)x，其特征在于:所述沖擊電流發(fā)生器采用便攜式?jīng)_擊電流發(fā)生器，保持波形為1.2/50ys。5.如權(quán)利要求1所述的含火花效應(yīng)修正功能的桿塔沖擊接地電阻測(cè)量?jī)x，其特征在于:所述沖擊電流發(fā)生器產(chǎn)生沖擊電流注入接地極，接著通過所述電壓互感器與電流互感器的二次側(cè)電壓電流信號(hào)經(jīng)所述示波器采集，所述MCU控制板將所述示波器采集到的信號(hào)與所述沖擊接地電阻數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)進(jìn)行比較處理，再由所述顯示器顯示。
【文檔編號(hào)】G01R27/08GK205656242SQ201620364483
【公開日】2016年10月19日
【申請(qǐng)日】2016年4月27日 公開號(hào)201620364483.8, CN 201620364483, CN 205656242 U, CN 205656242U, CN-U-205656242, CN201620364483, CN201620364483.8, CN205656242 U, CN205656242U
【發(fā)明人】蔡漢生, 劉玉, 賈磊, 魯海亮, 劉剛, 文習(xí)山, 胡上茂, 潘卓洪, 向常圓
【申請(qǐng)人】武漢大學(xué), 南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司