一种冲击接地电阻的测量方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种冲击接地电阻的测量方法及装置，涉及雷电防护技术领域，解决了现有技术中出现的由于整个电流回路阻抗不同会引起输出的电流波形不同所导致的测量出的冲击接地电阻的阻值不具可参考性的问题。该方法包括：向接地体注入频率从雷电流的基波频率扫频至最高频率的等幅电流输入信号；在不同频率下测量接地体的电压响应序列和输出电流响应序列；对输出的电流响应序列进行修正得到恒定幅值的第一电流响应序列，并根据输出的电流响应序列和恒定幅值的第一电流响应序列对测量的电压响应序列进行修正，得到第一电压响应序列；根据恒定幅值的第一电流响应序列和第一电压响应序列以及雷电流波形频谱展开序列确定接地体的冲击接地电阻。

【技术实现步骤摘要】
一种冲击接地电阻的测量方法及装置
本专利技术涉及雷电防护
，尤其涉及一种冲击接地电阻的测量方法及装置。
技术介绍
冲击接地电阻是对某种特定波形的电流流过接地装置时，在该接地装置上所产生的电压情况的一种描述。由于接地装置中存在寄生的结构电感，所以使得测量出的接地装置的输出电压和电流的波形不一定相同，因此定义冲击接地电阻为电压波形的峰值与特定电流波形峰值的比值。现有技术中，在测量冲击接地电阻时，通常使用低频信号电流作为接入信号进行测量冲击接地电阻。然而，使用该低频信号电流进行测量会因为没有考虑寄生电感的影响，使得测量结果严重偏小，特别是当多点接地时，各点之间的联线电感的作用被测量条件弱化，使得测量结果更为不准确。因而需要采用高频信号电流作为接入信号才符合实际工程中对冲击接地电阻测量的需求。因而，现有技术中提供了一种冲击大电流装置，该装置使用冲击大电流波形作为接入信号注入接地装置进行测量冲击接地电阻。虽然这种测量方法符合对冲击接地电阻测量的需求，但该冲击大电流装置冲击大电流装置是由高压大电容储能、控制点火间隙击穿、将电容上所储的电压施加在包括被测接地体的整个放电回路上，这样使得其比较笨重，无法带到现场使用，通常只在实验室内使用，且整个电流回路阻抗不同会引起该冲击大电流装置输出的电流波形不同，需有经验的工程师调整波形使得在不同阻抗下输出同一电流波形，由于该装置在整个过程中都处于时域范围内，使得该电流波形在现场不易进行调整，这样使得输出的波形不满足规定电流波形的要求，从而导致根据上述的电流波形所计算出的冲击接地电阻的阻值不准确，没有可参考性(相较于真实阻值较远)。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供冲击接地电阻的测量方法及装置，解决了现有技术中出现的由于整个电流回路阻抗不同会引起输出的电流波形不同所导致的测量出的冲击接地电阻的阻值不具可参考性的问题。为达到上述目的，本专利技术的实施例采用如下技术方案：本专利技术实施例的第一方面，提供一种冲击接地电阻的测量方法，所述方法包括：向接地体注入等幅电流输入信号，所述等幅电流输入信号的频率从雷电流所含的基波频率扫频至雷电流所含的最高频率；在不同频率下测量接地体的电压响应序列和输出电流响应序列；对输出的电流响应序列进行修正得到恒定幅值的第一电流响应序列，并根据输出的电流响应序列和所述恒定幅值的第一电流响应序列对测量的电压响应序列进行修正，得到第一电压响应序列；根据所述恒定幅值的第一电流响应序列和所述第一电压响应序列以及雷电流波形频谱展开序列确定所述接地体的冲击接地电阻。本专利技术实施例的第二方面，提供一种冲击接地电阻的测量装置，所述装置包括：信号发生器，用于向接地体注入等幅电流输入信号，所述等幅电流输入信号的频率从雷电流所含的基波频率扫频至雷电流所含的最高频率；处理器，用于在不同频率下支持测量接地体的电压响应序列和输出电流响应序列；所述处理器，还用于对输出的电流响应序列进行修正得到恒定幅值的第一电流响应序列，并根据输出的电流响应序列和所述恒定幅值的第一电流响应序列对测量的电压响应序列进行修正，得到第一电压响应序列；所述处理器，还用于根据所述恒定幅值的第一电流响应序列和所述第一电压响应序列以及雷电流波形频谱展开序列确定所述接地体的冲击接地电阻。。本专利技术实施例中提供的冲击接地电阻的测量方法及装置，通过向接地体注入等幅电流输入信号，该等幅电流输入信号的频率从雷电流所含的基波频率扫频至雷电流所含的最高频率；在不同频率下测量接地体的电压响应序列和输出电流响应序列；对输出的电流响应序列进行修正得到恒定幅值的第一电流响应序列，并根据输出的电流响应序列和所述恒定幅值的第一电流响应序列对测量的电压响应序列进行修正得到第一电压响应序列；根据恒定幅值的第一电流响应序列和第一电压响应序列以及雷电流波形频谱展开序列确定接地体的冲击接地电阻。相比于现有技术，本方案通过向接地体注入等幅电流输入信号，该等幅电流输入信号的频率从雷电流所含的基波频率扫频至雷电流所含的最高频率，使得测量的过程处于频域坐标下，然后在频域坐标中对测量的电压响应序列和输出的电流响应序列进行修正，得到恒定幅值的第一电流响应序列和第一电压响应序列，然后用该恒定幅值的第一电流响应序列和第一电压响应序列确定接地体的冲击接地电阻，由于本方案中对测量的电压响应序列和电流响应序列依据恒流方案的原理进行了修正，使得修正后的恒定幅值的第一电流响应序列能够满足规定电流波形的要求，从而使得最终所确定出的冲击接地电阻的阻值较为准确且具有可参考性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种冲击接地电阻的测量方法的流程图；图2为本专利技术实施例提供的雷电流的时域波形和频域幅频特性图；图3为本专利技术实施例提供的一种等幅电流输出信号的频谱图形和测量的电压响应序列的频谱图；图4为本专利技术实施例提供的一种测量电路的原理图；图5为本专利技术实施例提供的一种冲击接地电阻的测量装置的结构示意图；图6为本专利技术实施例基于图5提供的外围硬件电路图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本方案的核心思想是通过在频域进行测量，结合冲击接地电阻的定义在时域进行计算处理，由于时域与频域是相互可以转换的2个数学空间，借助于这两个空间进行冲击接地电阻的测量，使得所测量的结果具有有效性和可实现性。本专利技术实施例提供一种冲击接地电阻的测量方法，如图1所示，该方法包括：101、向接地体注入等幅电流输入信号。其中，上述的等幅电流输入信号的频率从雷电流所含的基波频率扫频至雷电流所含的最高频率。优选的，上述的步骤101的执行主体为信号发生器。示例性的，数学上，上述的雷电流的波形为双指数函数i(t)，参照下面的公式一。i(t)＝B*(e-t/τ1-e-t/τ2)，(公式一)其中，公式一中的B为电流的幅值，τ1为波形衰减的时间常数，τ2为波头上升时间常数；t为时间变量。该公式一对应的波形图如图2中的(a)所示。对上述的公式一进行适当的时域内延拓后使之成为周期函数，做i(t)所含频谱分量解析，转化到频域分析，可得到如下面的公式二。该公式二对应的波形图如图2中的(b)所示的幅频特性。Bn(k)＝∫[i(t)*(cos(k*w*t)+j*sin(k*w*t))]dt，(公式二)其中，上述的k为谐波次数，w为基波角频率，且w＝2πf，t为时间变量，∫[]dt为积分运算标识。示例性的，上述的幅频特性Bn(k)可预先存储到装置或仪器的存储空间内。信号发生器在装置或仪器中的处理器的操作控制下，按照上述的公式二中对电流波形进行频谱解析时的基波频率和谐波频率，从基波频率f1开始，逐频率点改变输出的测量工作频率，扫频到雷电流信号所含的最高频率fn。在频域中向被测接地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冲击接地电阻的测量方法，其特征在于，所述方法包括：向接地体注入等幅电流输入信号，所述等幅电流输入信号的频率从雷电流所含的基波频率扫频至雷电流所含的最高频率；在不同频率下测量接地体的电压响应序列和输出电流响应序列；对输出的电流响应序列进行修正得到恒定幅值的第一电流响应序列，并根据输出的电流响应序列和所述恒定幅值的第一电流响应序列对测量的电压响应序列进行修正，得到第一电压响应序列；根据所述恒定幅值的第一电流响应序列和所述第一电压响应序列以及雷电流波形频谱展开序列确定所述接地体的冲击接地电阻。

【技术特征摘要】
1.一种冲击接地电阻的测量方法，其特征在于，所述方法包括：向接地体注入等幅电流输入信号，所述等幅电流输入信号的频率从雷电流所含的基波频率扫频至雷电流所含的最高频率；在不同频率下测量接地体的电压响应序列和输出电流响应序列；对输出的电流响应序列进行修正得到恒定幅值的第一电流响应序列，并根据输出的电流响应序列和所述恒定幅值的第一电流响应序列对测量的电压响应序列进行修正，得到第一电压响应序列；根据所述恒定幅值的第一电流响应序列和所述第一电压响应序列以及雷电流波形频谱展开序列确定所述接地体的冲击接地电阻。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对输出的电流响应序列进行修正得到恒定幅值的第一电流响应序列，并根据输出的电流响应序列和所述恒定幅值的第一电流响应序列对测量的电压响应序列进行修正，得到第一电压响应序列，具体包括：将测量的电压响应序列带入第一电压修正公式中，得到第一电压响应序列；将输出的电流响应序列带入第一电流修正公式中，得到恒定幅值的第一电流响应序列；其中，第一电压修正公式为：Cn(k)＝U(k)*I(1)/I(k)，所述第一电流修正公式为：An(k)＝I(1)，其中：k＝1～n，所述U(k)为测量的电压响应序列中的第k次谐波信号数据，所述I(k)为输出的电流响应序列中的第k次谐波信号数据，所述I(1)为输出的电流响应序列中的电流基波数据，所述Cn(k)为第一电压响应序列，所述An(k)为恒定幅值的第一电流响应序列。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对输出的电流响应序列进行修正得到恒定幅值的第一电流响应序列之前，还包括：根据电压通道修正系数对测量的电压响应序列进行修正，并根据电流通道修正系数对输出的电流响应序列进行修正，得到修正后的第二电压响应序列和第二电流响应序列。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据电压通道修正系数对测量的电压响应序列进行修正，并根据电流通道修正系数对输出的电流响应序列进行修正，得到修正后的第二电压响应序列和第二电流响应序列，具体包括：将电压通道修正系数带入第二电压修正公式中，得到第二电压响应序列，并将电流通道修正系数带入第二电流修正公式中，得到第二电流响应序列；其中，第二电压修正公式为：U(k),＝Kx_u(k)*U(k)，所述U(k),为第二电压响应序列，所述Kx_u(k)为电压通道修正系数，所述U(k)为测量的电压响应序列；第二电流修正公式为：I(k),＝Kx_i(k)*I(k)，所述I(k),为第二电流响应序列，所述Kx_i(k)为电流通道修正系数，所述I(k)为输出的电流响应序列。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述恒定幅值的第一电流响应序列和所述第一电压响应序列以及雷电流波形频谱展开序列确定所述接地体的冲击接地电阻，具体包括：对所述恒定幅值的第一电流响应序列以及雷电流波形频谱展开序列做傅里叶反变换计算得到时域电流波形，并对所述第一电压响应序列以及雷电流波形频谱展开序列做傅里叶反变换计算得到时域电压波形；确定所述时域电流波形中的最大电压值以及所述时域电压波形中的最大电压值；根据所述最大电压值和所述最大电流值确定所述接地体的冲击接地电阻。6.一种冲击接地电阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯宾，蔡汉生，贾磊，刘刚，胡上茂，梁江东，张义，廖民传，胡泰山，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心，武汉武高电气技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东,44