接地网冲击电流导致的二次电缆转移阻抗的测量方法技术

本发明专利技术公开了接地网冲击电流导致的二次电缆转移阻抗的测量方法，包括在变电站接地网接入冲击电压发生器、铺设二次电缆、使用标准的冲击电压和电流波形，向接地网的电流入地点注入电流，并从电流流出点抽出电流；使用示波器测量冲击电压发生器的输出电流波形；使用示波器测量铺设的二次电缆在任意一端处的芯线与芯线之间的电位差和该端处芯线与接地网之间的电位差；将测得的两种电位差分别除以2；将获得的两个电位差的峰值分别与测量获得的冲击电压发生器的输出电流峰值相比。本发明专利技术通过该测量方法能够获得二次电缆芯线与芯线之间的转移阻抗和芯线与接地网之间的转移阻抗，用于评估接地系统冲击特性，指导接地工程建设。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高电压
，具体是指接地网冲击电流导致的二次电缆转移阻抗 的测量方法，用于评估接地网在受到雷电冲击时对二次电缆的影响。
技术介绍
在电力系统中为了工作和安全的需要，常需将电力系统及其电气设备的某些部分 与大地相连接，这就是接地。电力系统接地就其目的来说可分为工作接地、防雷接地和保护 接地三种。其中防雷接地是为了避免雷电的危害，避雷针、避雷线和避雷器等防雷设备都必 须配以相应的接地装置以便把雷电流导入大地。接地网是确保变电站安全稳定运行的重要 条件，其可靠性及安全性能一直受到设计和生产运行部门的高度重视。 评价接地网的指标有接地电阻、地电位升、接触电位差、跨步电位差等，均是针对 工频时的情况。实际上，雷击时的接地问题更加突出，尤其是对二次系统。雷击时，接地网 的地电位更不均匀，对二次系统的干扰也较大。雷击时干扰信号可以通过电流、电压互感器 由二次电缆传到二次设备，也可以通过空间电磁场耦合到二次电缆或二次设备，还可以通 过暂态地电位差施加到二次系统。此外二次电缆之间以及二次电缆与接地网之间也存在 着感性和容性的耦合，这些耦合主要是电缆之间、电缆的芯皮之间、以及电缆与地之间的电 容、电感造成的。 其中，通过暂态地电位差施加到二次系统的地网耦合对二次电缆影响最大。地网 耦合主要是由于暂态地电位差施加在双端接地电缆的屏蔽层，从而在电缆屏蔽层产生暂态 电流、进一步在电缆芯线感应电压造成的；或者当二次电缆芯线通过负载接地时接地点之 间的电位差也会直接作用在二次电缆芯线。因此在接地网评估中，非常有必要评估接地网 冲击特性对二次电缆的影响，比如雷电冲击下接地网在二次电缆芯线之间的电位差、芯线 与地之间的电位差，以及相应的转移阻抗。但目前评价接地网的接地电阻、地电位升、接触 电位差、跨步电位差等参数并不能反映这一问题。 分析雷击接地网时二次系统受到的骚扰比较复杂，简单的计算模拟很难与工程实 际一致，最可靠的方法是实验。目前的试验方法是使用冲击电压发生器（或冲击电流发生 器）在接地网上注入雷电流，该电流通过接地网外的电流极及引线返回到冲击电压发生器 (或冲击电流发生器）。由于接地网很大，这种方法下需要的引线很长，同时由于电流极的 接地电阻很大，严重限制了实验中的关键设备一一冲击电压发生器（或冲击电流发生器） 的输出能力，导致其输出波形畸变，输出电压减小，无法满足实测要求。以前解决该问题的 方法通常是研制更高等级的电流发生器，实验成本很高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，通过 该测量方法能够获得二次电缆芯线与芯线之间的转移阻抗和芯线与接地网之间的转移阻 抗，用于评估接地系统冲击特性，指导接地工程建设，同时该测量方法对设备的参数要求不 高，大大降低了实验成本。 本专利技术的上述目的通过如下技术方案来实现的：接地网冲击电流导致的二次电缆 转移阻抗的测量方法，其特征在于，该方法包括如下步骤： (1)选取变电站接地网对边中部的两个点作为冲击电压发生器的接地点，其中一 个接地点为电流入地点，另一个接地点为电流流出点； (2)将冲击电压发生器通过步骤⑴中选取的两个接地点与变电站的接地网相连 接； ⑶找出冲击电压发生器两个接地点连线的中点； (4)在冲击电压发生器两个接地点的连线上，找出一条以该连线的中点作为对称 点的线段，该线段的长度为冲击电压发生器两个接地点连线长度的80% ; (5)在线段上铺设二次电缆，二次电缆的接地方式与实际运行电缆相同； (6)使用标准的冲击波形，向冲击电压发生器的电流入地点注入电流，并从电流流 出点抽出电流； (7)使用示波器测量冲击电压发生器的输出电流波形； (8)由于对称性，使用示波器测量铺设的二次电缆任意一端处的芯线与芯线之间 的电位差和该端处芯线与接地网之间的电位差； (9)将步骤⑶中测得的两种电位差分别除以2,即得到接地网上只有一个冲击电 流注入点下，二次电缆上的芯线与芯线之间的电位差和芯线与接地网之间的电位差； (10)将步骤（9)中获得的两个电位差的峰值分别与步骤（7)测量获得的冲击电压 发生器的输出电流峰值相比，即可得到接地网冲击电流导致的二次电缆芯线与芯线之间的 转移阻抗和芯线与接地网之间的转移阻抗。 本专利技术中，所述步骤(6)中标准的冲击波形为2. 6/50us或8/20us的电流波。 本专利技术中，二次电缆芯线与芯线之间的转移阻抗是指二次电缆指任意一端处芯线 与芯线之间的转移阻抗，芯线与接地网之间的转移阻抗是指任意一端处芯线与接地网之间 的转移阻抗。 本专利技术中的冲击电压发生器也可以用冲击电流发生器替代。 由于变电站接地网铺设较密，冲击大电流下土壤中也很少有放电现象，因此整个 测试系统仍然可以认为是线性系统。由此，可以通过实验系统的对称布置、冲击电压发生器 (或冲击电流发生器）两端均接于接地网上，实现小冲击电压发生器（或冲击电流发生器） 装置下的便捷、安全测量，具体实现方法如下： 与现有技术相比，本专利技术具有如下显著效果： 1、与传统的冲击电流一点入地相比，由于本专利技术方法的冲击电流从接地网上一点 注入，从另一点流出，因此对于冲击电压发生器（或冲击电流发生器）来说，其负载很小，容 易产生大电流，因此对冲击电压发生器（或冲击电流发生器）的参数要求不高，大大降低了 实验成本。 2、本专利技术可以很容易的在接地网上流过比较大的冲击电流，在接地网上产生比较 大的暂态地电位差，因此对二次电缆的接地耦合和感应耦合均比较大，便于测量。 3、本专利技术由于实验只在变电站内进行，不需要站外接地极，因此省去了在站外采 取的安全措施，并且电流发生器参数不高，实验更安全。 4、本专利技术由于使用了对称原理，测量结果可以等效单点电流入地时的结果。同时， 由于对称性，仅需测量二次电缆指任意一端处的转移阻抗，不需要在二次电缆两端都测。【附图说明】 下面结合附图和【具体实施方式】对本专利技术做进一步详细说明。 图1是本专利技术测量方法的连接结构示意图； 图2是本专利技术输入接地网的电流波形； 图3是本专利技术测量的二次电缆芯线与接地网之间的电位差； 图4是现有技术中单点注入冲击下测量的二次电缆芯线与接地网之间的电位当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
接地网冲击电流导致的二次电缆转移阻抗的测量方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)选取变电站接地网对边中部的两个点作为冲击电压发生器的接地点，其中一个接地点为电流入地点，另一个接地点为电流流出点；(2)将冲击电压发生器通过步骤(1)中选取的两个接地点与变电站的接地网相连接；(3)找出冲击电压发生器两个接地点连线的中点；(4)在冲击电压发生器两个接地点的连线上，找出一条以该连线的中点作为对称点的线段，该线段的长度为冲击电压发生器两个接地点连线长度的80％；(5)在线段上铺设二次电缆，二次电缆的接地方式与实际运行电缆相同；(6)使用标准的冲击电流波形，向接地网的电流入地点注入电流，并从电流流出点抽出电流；(7)使用示波器测量冲击电压发生器的输出电流波形；(8)由于对称性，使用示波器测量铺设的二次电缆在其中一端处的芯线与芯线之间的电位差和该端处芯线与接地网之间的电位差；(9)将步骤(8)中测得的两种电位差分别除以2，即得到接地网只有一个冲击电流注入点下，二次电缆上的芯线与芯线之间的电位差和芯线与接地网之间的电位差；(10)将步骤(9)中获得的两个电位差的峰值分别与步骤(7)测量获得的冲击电压发生器的输出电流峰值相比，即可得到接地网冲击电流导致的二次电缆芯线与芯线之间的转移阻抗和芯线与接地网之间的转移阻抗。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：肖磊石，李谦，张波，吴锦鹏，庄池杰，曾嵘，何金良，陈水明，胡军，余占清，张云，董玉玺，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力科学研究院，清华大学，广东电网有限责任公司惠州供电局，
类型：发明
国别省市：广东;44