一种测量带避雷线的输电线路杆塔冲击分流系数的方法技术

一种测量带避雷线的输电线路杆塔冲击分流系数的方法，本发明专利技术包括以下步骤：第一步，收集杆塔参数，包括杆塔接地装置对角线长度，杆塔形式；第二步，在杆塔附近打下辅助接地极，辅助接地极到杆塔的距离应在杆塔接地装置对角线长度的2倍以上，将冲击电源输出的高压端通过高压导线与分流器串联后连接到杆塔与避雷线与杆塔连接处，冲击电源输出的低压端与辅助接地极相连，分流器电阻R为0.01欧姆的高精度无感电阻；等等。本发明专利技术的有益效果是：本发明专利技术提出的测量方法可以实现对带避雷线的输电线路杆塔冲击分流系数的测量，可避免理论假设带来的误差，可提高数度线路防雷反击计算时的准确性。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，本专利技术包括以下步骤：第一步，收集杆塔参数，包括杆塔接地装置对角线长度，杆塔形式；第二步，在杆塔附近打下辅助接地极，辅助接地极到杆塔的距离应在杆塔接地装置对角线长度的2倍以上，将冲击电源输出的高压端通过高压导线与分流器串联后连接到杆塔与避雷线与杆塔连接处，冲击电源输出的低压端与辅助接地极相连，分流器电阻R为0.01欧姆的高精度无感电阻；等等。本专利技术的有益效果是：本专利技术提出的测量方法可以实现对带避雷线的输电线路杆塔冲击分流系数的测量，可避免理论假设带来的误差，可提高数度线路防雷反击计算时的准确性。【专利说明】
本专利技术涉及一种带避雷线的输电线路杆塔冲击分流系数的测量方法，该方法适用于输电线路的防雷设计和防雷改造，属于电力系统过电压领域。
技术介绍
输电线路的雷击跳闸严重影响了我国电网的安全运行。计算带避雷线的输电线路杆塔耐雷水平时，需要杆塔处雷电流分流系数，即需要知道有多少雷电流从避雷线流走，有多少雷电流沿着杆塔和杆塔接地装置流入大地，流入大地的雷电流与总雷电流比值定义为输电线路杆塔雷电流的分流系数。目前输电线路杆塔的冲击分流系数除根据假设理论得到外，主要通过仿真软件搭建输电线路模型，通过仿真计算得到。由于仿真软件只能模拟简单的土壤结构，如均匀土壤、垂直方向多层分布的土壤、水平方向多层分布的土壤等，实际土壤结构复杂得多，而且测量起来非常困难，因此导致建立的土壤模型与实际土壤结构相差很大，冲击分流系数的计算结果与实际情况不符。本专利技术涉及一种测量带避雷线的输电线路杆塔冲击分流系数的测量方法，其中包括冲击电流发生器、高精度罗氏线圈、分流器和双通道示波器，利用本专利技术提供的方法分别测量冲击电流发生器和杆塔接地极的波形，并通过本专利技术提供的公式计算得到带避雷线的输电线路杆塔冲击分流系数。本专利技术按照分流系数的原理进行测量，提出的方法中不涉及到土壤电阻率，计算过程也与土壤结构无关，因此本专利技术提出的测量方法可以实现对带避雷线的输电线路杆塔冲击分流系数的测量，同时避免土壤电阻率不均匀而造成的误差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，使用该方法可以实现对带避雷线的输电线路杆塔冲击分流系数的测量，并避免理论假设带来的误差。本专利技术实现上述目的的技术原理是利用带避雷线的输电线路杆塔冲击分流系数的定义，搭建测量电路进行测量。其原理图和接线图如附图1与图2所示:S为测量用冲击电源；P为分流器；L为罗氏线圈；C为示波器。R为输电线路杆塔及杆塔接地装置的冲击阻抗；Z为避雷线的等效阻抗况为与避雷线相连的相邻杆塔的等效接地阻抗，该接地阻抗由与避雷线相连的其他杆塔接地装置接地阻抗以及变电站接地系统接地阻抗等效而成；如附图1所示，当在输电线路杆塔被测点施加冲击电流时，相当于雷击该点，此时冲击电流一部分通过避雷线等效阻抗Z及避雷线等效接地电阻R1传递，另一部分通过杆塔与杆塔接地极的阻抗R流入大地，设通过杆塔与杆塔接地极的阻抗R流入大地的电流波形的幅值为I1，测量电源的输出电流波形幅值为I，二者的比值I1A即为所测的冲击分流系数k。改变被测点的位置，即可以得到雷击杆塔不同位置时的分流系数。由于冲击电流波形无法直接进行测量，本专利技术通过分流器和罗氏线圈将电流转换成电压后，通过示波器进行测量，具体方法为:利用阻值为0.01欧姆的高精度无感电阻制成的分流器将测量电源输出的电流波形转换为电压波形，其变化关系根据欧姆定律为:U1=I X R0其中U1为示波器测得的电压幅值，I为测量电源的输出电流波形幅值，R0为分流器的电阻，因此:U1=0.01I通过杆塔的入地电流采用多个高精度软带罗氏线圈进行测量，每个线圈包围一根杆塔的接地引下线或杆塔脚，可以测出通过该杆塔的接地引下线或杆塔脚的流入大地的电流，通过将所有罗氏线圈输出端按同名端相同的方向串联，可以测量总的通过该杆塔流入大地的电流，当罗氏线圈的变比为100A/1V时，流入大地电流波形的幅值I1与罗氏线圈输出电压U2之间的关系为:U2= (1/100) I1=0.01I1根据上述关系，此时冲击分流系数为:Ii=I1Zl=U2AJ1因此通过本专利技术提供的方法可以测出输电线路杆塔的冲击分流系数k。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤:第一步，收集杆塔参数，包括杆塔接地装置对角线长度，杆塔形式；`第二步，在杆塔附近打下辅助接地极，辅助接地极到杆塔的距离应在杆塔接地系统对角线长度的2倍以上；将冲击电源输出的高压端通过高压导线与分流器串联后连接到杆塔的被测点，冲击电源输出的低压端与辅助接地极相连，分流器为0.01欧姆的高精度无感电阻。第三步，调节冲击电源的输出波形，直到波头时间、波尾时间满足相关标准测量要求；第四步，将变比为100A/1V的高精度软带罗氏线圈与地网有电气连接的杆塔塔脚或接地引下线围住，罗氏线圈要求响应带宽在200kHz以上，输入输出相位延迟时间小于0.1微秒；第五步，将所有罗氏线圈输出端按同名端相同的方向串联，即两个罗氏线圈串联时，一个线圈输出的同名端接另一个线圈输出的异名端，测量端为所有罗氏线圈串联后的总输出。根据电路中的叠加原理，此时总输出的电压波形为各个罗氏线圈输出电压波形的同向叠加结果，由于流入大地的电流是各个与地网相连的杆塔脚或支柱分别流入地网电流的代数和，而且各个罗氏线圈的变比相同，因此测得的总输出电压波形与流入地网的总电流的波形相同，幅值符合变比关系。采用该方法可以保证测量一次电源输出就可以测得流入大地的总电流，从而避免多次测量的误差迭加。如附图2所示，图中两个支柱都有接地引下线，假设分别通过这两根引下线的电流分别为I11和I12，则有I1=I1JI12此时单个罗氏线圈的输出电压分别为U21= (1/100) I11, U22= ( 1/100) I12罗氏线圈串联后的总输出电压为U2=U21+U22= ( 1/100) 1!第六步，分别将分流器和串联后的罗氏线圈输出端接到示波器的两个输入通道，启动冲击电源输出测试雷电流，分别测得分流器和罗氏线圈组的输出电压波形，测得分流器输出的电压波形幅值为U1，罗氏线圈组的输出电压波形U2，通过下式计算得到输电线路杆塔该测点处的分流系数为k。【权利要求】1.，其特征在于，它包括以下步骤: 第一步，收集杆塔参数，包括杆塔接地装置对角线长度，杆塔形式； 第二步，在杆塔附近打下辅助接地极，辅助接地极到杆塔的距离应在杆塔接地装置对角线长度的2倍以上，将冲击电源输出的高压端通过高压导线与分流器串联后连接到杆塔与避雷线与杆塔连接处，冲击电源输出的低压端与辅助接地极相连，分流器电阻R为0.01欧姆的高精度无感电阻； 第三步，调节冲击电源的输出波形，直到波头时间、波尾时间满足相关标准测量要求； 第四步，将变比为100A/1V的高精度软带罗氏线圈与地网有电气连接的杆塔塔脚或接地引下线围住，罗氏线圈要求响应带宽在200kHz以上，输入输出相位延迟时间小于0.1微秒； 第五步，将所有罗氏线圈输出端按同名端相同的方向串联，即一个线圈输出的同名端接另一个线圈输出的异名端； 第六步，分别将第二步中的分流器和第五步串联后的罗氏线圈输出端接到示波器的两个输入通道，启动冲击电源输出测试冲击电流，分别测得分流器和罗氏线圈组的输出电压波形，测得本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量带避雷线的输电线路杆塔冲击分流系数的方法，其特征在于，它包括以下步骤：第一步，收集杆塔参数，包括杆塔接地装置对角线长度，杆塔形式；第二步，在杆塔附近打下辅助接地极，辅助接地极到杆塔的距离应在杆塔接地装置对角线长度的2倍以上，将冲击电源输出的高压端通过高压导线与分流器串联后连接到杆塔与避雷线与杆塔连接处，冲击电源输出的低压端与辅助接地极相连，分流器电阻R为0.01欧姆的高精度无感电阻；第三步，调节冲击电源的输出波形，直到波头时间、波尾时间满足相关标准测量要求；第四步，将变比为100A/1V的高精度软带罗氏线圈与地网有电气连接的杆塔塔脚或接地引下线围住，罗氏线圈要求响应带宽在200kHz以上，输入输出相位延迟时间小于0.1微秒；第五步，将所有罗氏线圈输出端按同名端相同的方向串联，即一个线圈输出的同名端接另一个线圈输出的异名端；第六步，分别将第二步中的分流器和第五步串联后的罗氏线圈输出端接到示波器的两个输入通道，启动冲击电源输出测试冲击电流，分别测得分流器和罗氏线圈组的输出电压波形，测得分流器输出的电压波形幅值为U1，罗氏线圈组的输出电压波形U2，通过下式得到输电线路杆塔该测点处的分流系数为k，k=U2U1.]]>...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马御棠，马仪，曹晓斌，王磊，陈磊，侯亚非，周仿荣，申元，黄然，
申请(专利权)人：云南电力试验研究院集团有限公司电力研究院，云南电网公司技术分公司，西南交通大学，
类型：发明
国别省市：