一种输电线路杆塔接地电阻的在线监测方法技术

本发明专利技术提供一种输电线路杆塔接地电阻的在线监测方法，通过输电线路监测装置、雷电定位系统、接地电阻在线监测系统实现，具体包括下列步骤：S1、判定是否发生雷击故障；S2、当发生雷击故障时，计算该雷击电流的总电荷量；S3、并分别计算出四个方向上的泄流电流电荷量；S4、计算沿杆塔方向入地的泄流电流电荷量；S5、计算雷击泄流电流沿杆塔方向入地传输的电荷量与雷击电流的总电荷量的比例系数，判断接地电阻是否满足电网标准。本发明专利技术可实时监测每次雷电流击中的输电杆塔的接地电阻，避免因绝缘劣化等因素导致杆塔历史接地电阻变化带来的判断误差，可实现实时全面监测输电线路接地电阻。

【技术实现步骤摘要】
一种输电线路杆塔接地电阻的在线监测方法
本专利技术涉及输电线路故障识别领域，尤其涉及一种输电线路杆塔接地电阻的在线监测方法。
技术介绍
在电力系统中，为了安全和工作的需要，常常需要电气设备的某些位置与大地相连接，这就是接地。相对于输电线路，雷击是引起线路跳闸的主要因素，据不完全统计，输电线路雷击跳闸故障占整个输电线路跳闸故障的百分之四十到百分之六十，因此需要对输电线路增加防雷措施，而将输电线路杆塔接地是防雷措施中重要的手段之一。对于输电线路杆塔的接地电阻的大小，电网已有明文规定，但由于输电线路杆塔多处于环境恶劣地段，极易受诸如土壤腐蚀、污秽等因素的影响，使其接地电阻发生改变，不满足相关标准，降低线路防雷效果，发生雷击跳闸事故，因此，对输电线路杆塔接地电阻监测具备重要意义。传统的杆塔接地电阻测量方法有注入电流法、钳表法，注入电流法即采用注入电流的方法，向杆塔接地网中注入试验电流，测量电流大小和接地体上的电压，从而得到杆塔接地电阻，其不足是测量时需要布置电流极和电压极引线、断开杆塔接地螺栓，增加了劳动强度，同时由于电压极的布置和电流极的存在会导致不可避免的误差；钳表法是对传统注入电流法的一个突破，用钳表夹住杆塔接地体或接地线即可测出接地电阻，但该方法要求输电线路避雷线为逐塔直接接地方式，各杆塔通过避雷线构成回路，对于避雷线不逐塔接地的线路不适用。另外，这几类传统的输电线路杆塔接地电阻测量方法所测量的仅是杆塔接地体的接地电阻，而经分析可知雷电流是从杆塔顶部经过接地引下线泄入大地的，从导泄雷电流的角度来考虑，需要考虑整个泄流通道的电阻，而不仅仅是接地体的电阻，而且接地体和接地引下线及避雷线要靠螺栓、连板和焊接等方法连接,他们之间又存在接触电阻，所以接地电阻应是接地体电阻、接地引下线电阻和接触电阻的总和。根据目前输电线路杆塔接地电阻测量的现状分析，目前杆塔接地电阻的测量适用性不高，同时，所测量的接地电阻考虑不全面，未将接地体和接地引下线等部分的电阻考虑进去，具有很强的局限性，接地电阻测量多为离线测量方式，已逐渐不满足现阶段电网的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种输电线路杆塔接地电阻的在线监测方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种输电线路杆塔接地电阻的在线监测方法，通过输电线路监测装置、雷电定位系统、接地电阻在线监测系统实现，所述输电线路监测装置、雷电定位系统、接地电阻在线监测系统均安装于同一输电线路上，其监测方法包括下列步骤：S1、通过所述输电线路监测装置输电线路的故障情况，判定是否发生雷击故障，并定位雷击故障发生时的具体杆塔号；S2、当发生雷击故障时，通过所述雷电定位系统获取雷击电流波形，并计算该雷击电流的总电荷量Qz；S3、通过所述接地电阻在线监测系统采集雷击电流泄流行波信号，并分别计算出泄流电流电荷量Q1、Q2、Q3、Q4；S4、计算沿杆塔方向入地的泄流电流电荷量Q5；S5、计算雷击泄流电流沿杆塔方向入地传输的电荷量Q5与雷击电流的总电荷量Qz的比例系数，判断接地电阻是否满足电网标准。优选的，根据权利要求1所述的一种输电线路杆塔接地电阻的在线监测方法，其特征在于，所述输电线路监测装置安装于输电线路上，所述雷电定位系统安装于线路走廊上，所述接地电阻在线监测系统安装于输电杆塔避雷线处，所述输电线路监测装置采用分布式结构，即输电线路每N公里安装有输电线路监测装置，可获取雷击电流行波的波尾时间以及对雷击杆塔进行定位，所述N取值15至20。优选的，发生雷击故障时，输电线路通过输电杆塔在四个方向上的避雷线进行雷击电流泄流。优选的，当输电线路监测装置检测雷击电流行波的波尾时间<20us时，则为雷击故障，当输电线路监测装置检测雷击电流行波的波尾时间>20us时，则为非雷击故障。优选的，所述输电线路监测装置采用双端行波定位法对雷击杆塔进行故障定位。优选的，所述雷电定位系统采将所获取雷击电流波形进行傅里叶积分运算，获取该雷击电流的总电荷量Qz。优选的，输电线路遭受雷击时，其雷击电流通过输电杆塔分别与前向输电杆塔、后向输电杆连接的四个避雷线方向以及杆塔接地方向进行泄流，所述接地电阻在线监测系统可采集流入前向输电杆塔的雷击电流泄流行波信号、流入后向输电杆塔的雷击电流泄流行波信号，并通过积分分别算出通过前向输电杆塔的电荷量Q1、Q2、后向输电杆塔的电荷量Q3、Q4。优选的，所述沿杆塔方向入地的泄流电流电荷量Q5的计算方法为：Q5＝Qz-Q1-Q2-Q3-Q4。优选的，计算雷击泄流电流沿杆塔方向入地传输的电荷量Q5与雷击电流的总电荷量Qz的比例系数k，记作：当比例系数k≥A时，则说明该接地电阻满足电网标准。优选的，所述A的取值范围为[0.1,1)的常数。与现有技术相比，本专利技术达到的有益效果如下：本专利技术提供的一种输电线路杆塔接地电阻的在线监测方法，可实时监测每次雷电流击中的输电杆塔的接地电阻，避免因绝缘劣化等因素导致杆塔历史接地电阻变化带来的判断误差，可实现实时全面监测输电线路接地电阻，同时本方法物理概念极为清晰，判断思路明确且无需进行大量计算，可有效判断于输电线路杆塔的接地电阻运行情况。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例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优选实施例，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为本专利技术提供的一种输电线路杆塔接地电阻的在线监测方法的流程图；图2为本专利技术实施例提供的雷击电流泄流路径示意图。具体实施方式为了更好理解本专利技术
技术实现思路
，下面提供具体实施例，并结合附图对本专利技术做进一步的说明。参见图1，一种输电线路杆塔接地电阻的在线监测方法，通过输电线路监测装置、雷电定位系统、接地电阻在线监测系统实现，所述输电线路监测装置、雷电定位系统、接地电阻在线监测系统均安装于同一输电线路上，其监测方法包括下列步骤：S1、通过所述输电线路监测装置输电线路的故障情况，判定是否发生雷击故障，并定位雷击故障发生时的具体杆塔号；S2、当发生雷击故障时，通过所述雷电定位系统获取雷击电流波形，并计算该雷击电流的总电荷量Qz；S3、通过所述接地电阻在线监测系统采集雷击电流泄流行波信号，并分别计算出泄流电流电荷量Q1、Q2、Q3、Q4；S4、计算沿杆塔方向入地的泄流电流电荷量Q5；S5、计算雷击泄流电流沿杆塔方向入地传输的电荷量Q5与雷击电流的总电荷量Qz的比例系数，判断接地电阻是否满足电网标准。具体的，将输电线路监测装置、雷电定位系统、接地电阻在线监测系统均安装于同一输电线路上，所述输电线路监测装置安装于输电线路上，所述雷电定位系统安装于线路走廊上，所述接地电阻在线监测系统安装于输电杆塔避雷线处，所述输电线路监测装置采用分布式结构，即输电线路每N公里安装有输电线路监测装置，所述N取值15至20，在输电杆塔遭受雷击时，所述输电线路监测装置可获取雷击电流行波的波尾时间，并获取雷击杆塔的GPS信息进行定位；所述雷电定位系统能实时显示雷击的发生时间、位置、回击次数等各种雷电参数，并获取雷击电流波形；所述接地电阻在线监测系统可获取流经避雷线的雷击电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种输电线路杆塔接地电阻的在线监测方法，其特征在于，通过输电线路监测装置、雷电定位系统、接地电阻在线监测系统实现，所述输电线路监测装置、雷电定位系统、接地电阻在线监测系统均安装于同一输电线路上，其监测方法包括下列步骤：S1、通过所述输电线路监测装置输电线路的故障情况，判定是否发生雷击故障，并定位雷击故障发生时的具体杆塔号；S2、当发生雷击故障时，通过所述雷电定位系统获取雷击电流波形，并计算该雷击电流的总电荷量Qz；S3、通过所述接地电阻在线监测系统采集雷击电流泄流行波信号，并分别计算出泄流电流电荷量Q1、Q2、Q3、Q4；S4、计算沿杆塔方向入地的泄流电流电荷量Q5；S5、计算雷击泄流电流沿杆塔方向入地传输的电荷量Q5与雷击电流的总电荷量Qz的比例系数，判断接地电阻是否满足电网标准。

【技术特征摘要】
1.一种输电线路杆塔接地电阻的在线监测方法，其特征在于，通过输电线路监测装置、雷电定位系统、接地电阻在线监测系统实现，所述输电线路监测装置、雷电定位系统、接地电阻在线监测系统均安装于同一输电线路上，其监测方法包括下列步骤：S1、通过所述输电线路监测装置输电线路的故障情况，判定是否发生雷击故障，并定位雷击故障发生时的具体杆塔号；S2、当发生雷击故障时，通过所述雷电定位系统获取雷击电流波形，并计算该雷击电流的总电荷量Qz；S3、通过所述接地电阻在线监测系统采集雷击电流泄流行波信号，并分别计算出泄流电流电荷量Q1、Q2、Q3、Q4；S4、计算沿杆塔方向入地的泄流电流电荷量Q5；S5、计算雷击泄流电流沿杆塔方向入地传输的电荷量Q5与雷击电流的总电荷量Qz的比例系数，判断接地电阻是否满足电网标准。2.根据权利要求1所述的一种输电线路杆塔接地电阻的在线监测方法，其特征在于，所述输电线路监测装置安装于输电线路上，所述雷电定位系统安装于线路走廊上，所述接地电阻在线监测系统安装于输电杆塔避雷线处，所述输电线路监测装置采用分布式结构，即输电线路每N公里安装有输电线路监测装置，可获取雷击电流行波的波尾时间以及对雷击杆塔进行定位，所述N取值15至20。3.根据权利要求1所述的一种输电线路杆塔接地电阻的在线监测方法，其特征在于，发生雷击故障时，输电线路通过输电杆塔在四个方向上的避雷线进行雷击电流泄流。4.根据权利要求1所述的一种输电线路杆塔接地电阻的在线监测方法，其特征在于，当输电线路监测装置检测雷击电流行波的波尾时间&...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵海龙，王思捷，
申请(专利权)人：海南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：海南,46