一种输电杆塔冲击阻抗的测量方法及输电杆塔装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种输电杆塔冲击阻抗的测量方法及输电杆塔装置，该方法包括：获取输电杆塔在雷击状态下接地的网络等效电路模型；根据所述网络等效电路模型获取所述输电杆塔的阻抗

【技术实现步骤摘要】
一种输电杆塔冲击阻抗的测量方法及输电杆塔装置


[0001]本专利技术涉及高压电
，尤其涉及一种输电杆塔冲击阻抗的测量方法及输电杆塔装置。

技术介绍

[0002]输电线路杆塔接地对电力系统的安全稳定运行至关重要，当雷击杆顶或避雷线时，雷电流通过杆塔接地装置入地。雷电直击杆塔或者避雷线带来的影响，主要是雷电流通过杆塔接地装置散流造成极高的暂态地电位升，引起反击，因此，杆塔接地装置的冲击接地阻抗成为衡量杆塔防雷性能的主要指标。
[0003]杆塔接地网的冲击接地阻抗与冲击电流的波形和幅值密切相关，其冲击接地特性和雷电流散流特性呈现出与工频稳态接地特性截然不同的特点，在雷电冲击大电流下，具有非线性火花特性和感抗特性这两个相反的效应，且随接地装置型式、尺寸和土壤特性等不同而呈现较大的复杂性。
[0004]目前获取杆塔接地装置的冲击接地阻抗的方法无法很好的满足便捷性、准确性和可靠性的要求，不易获取精准的冲击接地阻抗的数据，从而不易掌控杆塔防雷性能。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供了一种输电杆塔冲击阻抗的测量方法及输电杆塔装置，以快速获取精准、有效的冲击接地阻抗。
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种输电杆塔冲击阻抗的测量方法，包括：
[0007]获取输电杆塔在雷击状态下接地的网络等效电路模型；
[0008]根据所述网络等效电路模型获取所述输电杆塔的阻抗
‑
频率的特性函数；
[0009]根据现场实测数据获取不同频率下的输电杆塔的阻抗模值；
[0010]根据所述特性函数和所述现场实测数据，得到频率
‑
阻抗模值的拟合曲线；
[0011]根据所述拟合曲线获取雷击状态对应的所述输电杆塔的冲击阻抗值。
[0012]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种输电杆塔装置，所述输电杆塔装置包括：输电线路、接地网、冲击阻抗测量装置和多个输电杆塔；所述输电线路用于连接所述多个输电杆塔；每个所述输电杆塔均与接地网连接；
[0013]所述冲击阻抗测量装置用于执行本专利技术任意实施例提供的输电杆塔冲击阻抗的测量方法。
[0014]本专利技术中，根据搭建的输电杆塔装置获取其在雷击状态下的网络等效电路模型，并据此模型获取输电杆塔的阻抗
‑
频率的特性函数，将现场测试的频率
‑
输电杆塔的阻抗模值代入输电杆塔的阻抗
‑
频率的特性函数，从而获取频率
‑
阻抗模值的拟合曲线，并根据该拟合曲线获取雷击状态的输电杆塔的冲击阻抗值。本专利技术实时仅通过现场实测数据和仿真结合的首端，考虑雷电状态下冲击大电流输电线路、杆塔本身、接地导体的感性作用和火花放电作用，便捷、准确地获取接地装置冲击接地阻抗，提高输电杆塔冲击阻抗的测量的可靠
性。
附图说明
[0015]图1为本专利技术实施例提供的一种输电杆塔冲击阻抗的测量方法的流程示意图；
[0016]图2为本专利技术实施例提供的一种在雷击状态下输电杆塔装置的结构示意图；
[0017]图3为图2中输电杆塔的网络等效电路模型的结构示意图；
[0018]图4为本专利技术实施例提供的另一种输电杆塔冲击阻抗的测量方法的流程示意图；
[0019]图5为本专利技术实施例提供的一种频率
‑
阻抗模值的拟合曲线示意图；
[0020]图6为本专利技术实施例提供的输电杆塔装置的仿真示意图；
[0021]图7为本专利技术实施例提供的另一种输电杆塔装置的结构示意图。
具体实施方式
[0022]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。
[0023]当前，对于冲击接地电阻(冲击阻抗)的获取，主要包括以下三个途径：
[0024]第一，基于工频试验和冲击系数经验公式。目前在输电线路防雷实践中，主要是基于杆塔工频接地电阻实测结果，对杆塔接地装置的评价是仍然是通过工频接地阻抗(接地电阻)这个指标，并依据相关标准(如GB/T 50065《交流电气装置的接地设计规范》)给出的经验计算公式得出不同型杆塔接地装置的冲击系数，计算得到冲击接地阻抗。这种方式虽然简单易行，但是相关标准中推荐的经验公式是通过实验得到的拟合值，这些实验是在特定的实验条件下进行，而实际使用时的工况不可能与上述实验条件完全相符，因此该方式得到的冲击接地电阻具有很大的误差。并且，相关标准中根据不同形状的接地装置得到，实验研究人员需要知道目标测量杆塔的形状，而已掩埋接地装置形状可能未知，则上述相关标准不再适用；
[0025]第二，基于冲击电流现场试验。为了能够获取接地装置在雷电流冲击下的接地电阻，也可以直接进行大电流冲击试验。该方法的主要思路是对实际的杆塔接地网施加实际幅值水平的电流冲击波，至少需要产生土壤火花放电，现场需要搭建能产生幅值1kA～100kA之间的雷电波形的大功率移动式高压冲击电流发生器，以及庞大的测量系统。但是该方法工作量大，大范围测量暂时是不现实的，目前只停留在冲击接地阻抗测量方法的理论和基础研究，由于技术条件、大冲击电流试验设备和现场试验条件的限制，难以实现不同型式的杆塔和不同土壤条件下真实雷电波幅值水平的冲击特性的测量，尚不具备实际现场测量推广应用的条件。
[0026]第三，基于数值计算模拟仿真。该方法是基于电磁场数值计算方法和矢量匹配法研究输电线路杆塔冲击阻抗和等效电路模型。首先通过电磁场数值软件分析了杆塔的阻抗频域特性函数，再计算得到杆塔频率响应进行函数拟合，然后用网络综合的方法建立了杆塔等效电路模型，从而求得杆塔上任意点遭受雷击时杆塔上任意部位的电位变化情况，进而能够模拟可能的放电通道过电压情况，以用于分析输电线路杆塔雷电反击过程。然而事实上，这种拟合法的前提是已知杆塔自身的材料和结构参数，并且假定土壤电阻率分层结
构是严格规律的水平或垂直结构，显然这与实际状况不一定相符。因此利用数值计算的方法计算得到结果不能充分反映土壤的真实状况，因此仿真结果是不可靠的。
[0027]综上可见，目前的三种获取接地装置冲击接地阻抗的方法无法很好的满足便捷性、准确性和可靠性的要求，为符合上述测试要求，获得相对准确的冲击接地阻抗，本专利技术实施例提供了一种输电杆塔冲击阻抗的测量方法，如图1所示，图1为本专利技术实施例提供的一种输电杆塔冲击阻抗的测量方法的流程示意图，具体包括如下步骤：
[0028]步骤S101、获取输电杆塔在雷击状态下接地的网络等效电路模型。
[0029]因为雷击状态下，电流频率较高，且存在一定的破坏性和危险性，输电杆塔在雷击状态下的实际环境难以模拟或难以试验，本实施根据输电杆塔装置的实际布置情况搭建输电杆塔在雷击状态下接地的网络等效电路模型。如图2所示，图2为本专利技术实施例提供的一种在雷击状态下输电杆塔装置的结构示意图，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种输电杆塔冲击阻抗的测量方法，其特征在于，包括：获取输电杆塔在雷击状态下接地的网络等效电路模型；根据所述网络等效电路模型获取所述输电杆塔的阻抗
‑
频率的特性函数；根据现场实测数据获取不同频率下的输电杆塔的阻抗模值；根据所述特性函数和所述现场实测数据，得到频率
‑
阻抗模值的拟合曲线；根据所述拟合曲线获取雷击状态对应的所述输电杆塔的冲击阻抗值。2.根据权利要求1所述的输电杆塔冲击阻抗的测量方法，其特征在于，获取输电杆塔在雷击状态下接地的网络等效电路模型，包括：获取雷击状态下，所述输电杆塔的测量回路的参数；所述输电杆塔的测量回路的参数至少包括输电线路参数、杆塔参数以及接地网参数；根据所述输电杆塔的测量回路的参数获取所述输电杆塔的网络等效电路模型。3.根据权利要求2所述的输电杆塔冲击阻抗的测量方法，其特征在于，根据所述输电杆塔的测量回路的参数获取所述输电杆塔的网络等效电路模型，包括：将输电线路的阻抗、杆塔的阻抗以及杆塔接地装置阻抗依次串联；且所述输电线路的阻抗通过雷击电流源连接所述杆塔接地装置阻抗。4.根据权利要求3所述的输电杆塔冲击阻抗的测量方法，其特征在于，所述输电线路的阻抗包括并联连接的第一电阻和第一电容；所述杆塔的阻抗包括并联连接的第二电阻、第二电容和第一电感；所述杆塔接地装置包括串联连接的第三电阻和第二电感。5.根据权利要求1所述的输电杆塔冲击阻抗的测量方法，其特征在于，根据所述网络等效电路模型获取所述输电杆塔的阻抗
‑
频率的特性函数，包括：获取所述网络等效电路模型的阻抗公式Z＝Z1+Z2+Z3；其中，Z1为输电线路的阻抗；Z2为杆塔的阻抗；Z3为杆塔接地装置阻抗；Z为所述输电杆塔的阻抗；将ω＝2πf代入所述阻抗公式获取所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王云龙，李谦，钟振鑫，温慧玲，林杰欢，胡晓晖，李冲，唐松平，肖云，王曹，曾力，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司惠州供电局，
类型：发明
国别省市：