本申請涉及高壓電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種輸電線路桿塔塔腿基礎(chǔ)及接地裝置接地電阻測試方法。

背景技術(shù)：

在電力系統(tǒng)中，將電氣設(shè)備的某些部分與大地相連接稱為接地。電力系統(tǒng)中的接地根據(jù)接地目的不同可分為工作接地、防雷接地和保護(hù)接地。其中，防雷接地是為了避免雷電的危害，將雷電流通過避雷針、避雷線和避雷器等防雷設(shè)備導(dǎo)入相應(yīng)的接地裝置，進(jìn)而通過接地裝置將雷電流導(dǎo)入大地的一種接地方式。相較其他電氣設(shè)備，電力系統(tǒng)中的輸電線路由于分布廣泛，最容易遭受雷擊，與輸電線路上防雷設(shè)備相對應(yīng)的接地裝置為桿塔底部的人工敷設(shè)接地裝置。國內(nèi)外的運(yùn)行經(jīng)驗表明，較低的桿塔接地電阻(桿塔的接地裝置的接地電阻)能提高輸電線路的防雷效果。

為了保障輸電線路的防雷效果，需要定期對桿塔接地電阻進(jìn)行測量。目前測量接地裝置的接地電阻的方法為電位降法(三極法)和鉗表法。其中，三級法的測量系統(tǒng)參見圖1，如圖1所示，三級法的測量系統(tǒng)包括接地裝置1、電壓極2、電流極3、電壓表4、電流表5和電源6，電壓極3設(shè)置在接地裝置1與電流級3之間，d12為接地裝置1與電壓極2之間的距離，d13為接地裝置1與電流極3之間的距離，d23為電壓極2與電流極3之間的距離。電源6、接地裝置1、大地以及電流極3組成電流回路，電流表5測得電流為通過接地裝置1的電流；電壓極2為大地零電位參考點(diǎn)，電壓表測得電壓為接地裝置1的電壓；通過測得接地裝置1的電壓與電流，根據(jù)二者比值確定接地裝置1的接地電阻。

為準(zhǔn)確測量接地電阻，電壓極2應(yīng)處于地電位零點(diǎn)處，在土壤電阻率均勻且假設(shè)為半球的情況下，通過推導(dǎo)計算可得，當(dāng)d12＝0.618時，可使接地電阻測量誤差為零。但是實際的土壤結(jié)構(gòu)很少為均勻土壤結(jié)構(gòu)以及地下未知的金屬管道、距離測量誤差等的影響，實際測試過程中電壓極很難正好在零電位點(diǎn)上。為了盡量減小測量的誤差，需要增加d13，導(dǎo)致電流測量線較長，而且，三級法測量接電阻還需要向大地中分別打入電流極和電壓極，測量工作量大。而鉗表法只是一種估測的方法，本身帶有一定的理論誤差，且目前的規(guī)程需要滿足一定的條件才能采用鉗表法進(jìn)行測量。另外，現(xiàn)有技術(shù)中測量的接地電阻為桿塔人工敷設(shè)接地裝置的接地電阻，忽視了埋入地中的桿塔塔腿基礎(chǔ)同樣具有將雷電流導(dǎo)入大地的作用，導(dǎo)致現(xiàn)有技術(shù)中測量的接地電阻用于判斷輸電線路的防雷效果偏于保守。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本申請?zhí)峁┝艘环N輸電線路桿塔塔腿基礎(chǔ)及接地裝置接地電阻測試方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中通過測量接地電阻判斷輸電線路的防雷效果的可靠性低的問題。

本申請?zhí)峁┝艘环N輸電線路桿塔塔腿基礎(chǔ)及接地裝置接地電阻測試方法，該方法包括：

獲取待測輸電線路的桿塔參數(shù)，其中，所述桿塔參數(shù)包括塔腿數(shù)m、桿塔數(shù)n和接地裝置的射線長度l；

在第k基桿塔注入一測試電流，其中，所述第k基桿塔的避雷線與所述第k基桿塔直接連接，k≤n；

測量第k+j基桿塔的m個塔腿流入混凝土的電流和通過接地引下線流入所述接地裝置的電流的和ik+j，其中，j為大于或小于零的整數(shù)；

測量所述第k+j基桿塔的塔腿和接地引下線共同的地電位升uk+j；

根據(jù)得到所述第k+j基桿塔塔腿基礎(chǔ)及接地裝置共同的接地電阻z。

優(yōu)選地，所述測試電流的注入位置包括所述第k基桿塔的塔腿處。

優(yōu)選地，所述測試電流的大小與所述第k基桿塔、第k+j基桿塔之間的間距正相關(guān)。

優(yōu)選地，測量第k+j基桿塔的m個塔腿流入混凝土的電流和通過接地引下線流入所述接地裝置的電流的和，其中，j為大于或小于零的整數(shù)，包括：

將m個線圈分別布置在m個塔腿的接地引下線以上部分；

將所述m個線圈均連接到示波器，獲取m個線圈測得電流的和ik+j。

優(yōu)選地，測量所述第k+j基桿塔的塔腿和接地引下線共同的地電位升uk+j，包括：

設(shè)置一個輔助電壓接地極，所述輔助電壓接地極與第k+j基桿塔的塔腿之間的間距大于所述桿塔塔腿基礎(chǔ)的深度和所述射線長度l；

測量所述輔助電壓接地極和第k+j基桿塔的塔腿接觸大地處之間的地電位升uk+j。

優(yōu)選地，所述射線長度l小于或等于100米。

優(yōu)選地，所述輔助電壓接地極埋入大地中的深度大于或等于20厘米。

優(yōu)選地，所述地電位升uk+j取多次測量的平均值，且在所述多次測量中，所述輔助電壓接地極和所述第k+j基桿塔的間距依次增加。

優(yōu)選地，所述測試電流的頻率大于或小于工頻電流頻率。

本申請?zhí)峁┑妮旊娋€路桿塔塔腿基礎(chǔ)及接地裝置接地電阻測試方法的有益效果包括：

本申請?zhí)峁┑妮旊娋€路桿塔塔腿基礎(chǔ)及接地裝置接地電阻測試方法，通過向第k基桿塔上注入測試電流，使第k+j基桿塔上帶有部分測試電流；通過測量第k+j基桿塔塔腿流入混凝土的電流和通過接地引下線流入接地裝置的電流的和，獲得第k+j基桿塔的入地總電流；通過測量第k+j基桿塔的塔腿和接地引下線共同的地電位升，獲得第k+j基桿塔帶有部分測試電流后造成的地電位升；通過計算第k+j基桿塔地電位升和入地總電流的比值，獲得第k+j基桿塔的桿塔塔腿基礎(chǔ)及接地裝置共同的接地電阻。本申請?zhí)峁┑臈U塔塔腿基礎(chǔ)及接地裝置共同的接地電阻測試方法，注入電流的桿塔為k基桿塔，測量入地電流和地電位升的桿塔為k+j基桿塔，兩基桿塔的間距通常較大，避免了電源回流級的影響，測量的精確度高；不需要向大地中分別打進(jìn)一個電流極和電壓極以及鋪設(shè)較長的電流測量線，測試工作量小；可同時進(jìn)行多基桿塔的桿塔塔腿基礎(chǔ)及接地裝置共同的接地電阻測量，測量效率高；進(jìn)一步的，本申請測量的桿塔塔腿基礎(chǔ)及接地裝置共同的接地電阻為桿塔入地部分的電阻，入地部分包括塔腿基礎(chǔ)和接地裝置，更能反映輸電線路實際防雷效果，可靠性高。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中三級法測量接地電阻的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本申請實施例提供的一種輸電線路桿塔塔腿基礎(chǔ)及接地裝置接地電阻測試方法的流程示意圖；

圖3為本申請實施例提供的一種輸電線路桿塔塔腿基礎(chǔ)及接地裝置接地電阻測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本申請實施例提供的一種測量入地總電流的示意圖；

圖5為本申請實施例提供的一種測量地電位升的示意圖；

符號表示為：

11-試驗電源，12-第k基桿塔，13-架孔地線，14-第k+j基桿塔，15-電壓測量裝置，16-示波器，17-地電位升輔助接地樁，18-接地裝置，19-接地引下線。

具體實施方式

參見圖2，為本申請實施例提供的一種輸電線路桿塔塔腿基礎(chǔ)及接地裝置接地電阻測試方法的流程示意圖。如圖2所示，本申請實施例提供的輸電線路桿塔塔腿基礎(chǔ)及接地裝置接地電阻測試方法，具體包括以下步驟：

步驟s110：獲取待測輸電線路的桿塔參數(shù)，其中，桿塔參數(shù)包括塔腿數(shù)m、桿塔數(shù)n和接地裝置的射線長度l。

具體的，塔腿數(shù)m與桿塔材質(zhì)有關(guān)，通常水泥塔m為2、鋼管塔m為1、鐵塔m為4，桿塔數(shù)n與線路長度有關(guān)，通常大于等于2，射線長度l通常大于或等于100米。

步驟s120：在第k基桿塔注入一測試電流，其中，第k基桿塔的避雷線與第k基桿塔直接連接，k≤n。

具體的，選取待測輸電線路上n基桿塔中的第k基桿塔作為測試電流注入點(diǎn)，其中，第k基桿塔的避雷線與第k基桿塔直接連接，k≤n。測試電流的一部分經(jīng)避雷線流入第k基桿塔的塔腿基礎(chǔ)和接地裝置中，另一部分經(jīng)第k基桿塔上的架空地線流向其他桿塔，如第k+j基桿塔上的架空地線，其中，j為大于或小于零的整數(shù)，j的取值與測試電源的功率、電流和第地電位升測量裝置的靈敏度和精確度有關(guān)，進(jìn)而流向第k+j基桿塔的塔腿基礎(chǔ)和接地裝置中。本申請實施例中，通過測量第k+j基桿塔等其他桿塔的塔腿基礎(chǔ)和接地裝置接地電阻，反映待測輸電線路遭受雷擊時總的電阻。試驗電源的電流可選擇100a，第k+j基桿塔處的測試電流的大小與第k基桿塔、第k+j基桿塔之間的間距正相關(guān)。其他桿塔如第k+j基桿塔與電流注入桿塔，即第k基桿塔之間的間距較大，能夠避免電源回流級的影響，使接地電阻測量的精確度大大提高。更為具體的，測試電流的注入位置為第k基桿塔的塔腿處。從第k基桿塔的塔腿處注入測試電流，滿足第k+j基桿塔和注入電流處間距的要求，且注入方便。

進(jìn)一步的，測試電流的頻率優(yōu)先選擇異于工頻頻率50hz的電流頻率。當(dāng)?shù)趉基桿塔上的線路正常輸送電時，第k基桿塔上的架空地線上將會有頻率為工頻的感應(yīng)電流，并流向其他桿塔。因此，采用異于工頻頻率的測試電流注入到第k基桿塔上，使后續(xù)步驟測量流入其他桿塔架空地線的測試電流時能夠與感應(yīng)電流進(jìn)行區(qū)分，從而在測量過程中無需停電，不影響待測輸電線路的正常輸送電，且提高測試的準(zhǔn)確性。

步驟s130：測量第k+j基桿塔的m個塔腿流入混凝土的電流和通過接地引下線流入接地裝置的電流的和ik+j，其中，j為大于或小于零的整數(shù)。

具體的，將m個線圈分別布置在m個塔腿的接地引下線以上部分，則線圈測得的電流為入地電流，本申請實施例中，入地總電流指經(jīng)桿塔的四個塔腿基礎(chǔ)流入混凝土的電流以及經(jīng)接地裝置流入大地的電流之和。將m個線圈均連接到示波器，獲取m個線圈測得電流的和ik+j，電流ik+j為第k+j基桿塔的入地總電流。

步驟s140：測量第k+j基桿塔的塔腿和接地引下線共同的地電位升uk+j。

具體的，第k基桿塔與第k+j基桿塔之間的電場影響范圍為第k基桿塔與第k+j基桿塔之間的區(qū)域，本申請實施例中，通過設(shè)置一個輔助電壓極作為參考零電位，將輔助電壓極設(shè)置在與第k+j基桿塔的塔腿之間的間距大于射線長度l處，即設(shè)置在第k基桿塔與第k+j基桿塔之間的區(qū)域外、且距離k+j基桿塔100m外的大地內(nèi)，能夠避免電源回流極對參考零電位的影響，使參考零電位更接地?zé)o窮遠(yuǎn)處的大地零電位，提高了參考零電位的準(zhǔn)確性。

進(jìn)一步的，輔助電壓極可選為地電位升輔助接地樁，地電位升輔助接地樁設(shè)置在大地中的深度優(yōu)選為20厘米以上。在進(jìn)行測量時，將電壓裝置測量裝置的正極觸頭接第k+j基桿塔的塔腿接觸大地處，負(fù)極觸頭接地電位升輔助接地樁，測量的電壓即為第k基桿塔入地部分和輔助電壓極之間的電壓，該電壓可作為第k+j基桿塔的塔腿和接地引下線在測試電流作用下共同的地電位升uk+j。

更進(jìn)一步的，輔助電壓極的數(shù)量可設(shè)置為多個，多個輔助電壓極與k+j基桿塔的間距依次增加。多次測量地電位升uk+j，并取平均值，將平均值作為第k+j基桿塔的地電位升，準(zhǔn)確性更高。

步驟150：根據(jù)得到第k+j基桿塔塔腿基礎(chǔ)及接地裝置共同的接地電阻z。

具體的，獲取步驟s130中測得的入地總電流和步驟s130中測得的地電位升。根據(jù)地電位升和入地總電流的比值得到第k+j基桿塔塔腿基礎(chǔ)及接地裝置共同的接地電阻z。

為對上述桿塔塔腿基礎(chǔ)及接地裝置共同的接地電阻的測試方法進(jìn)一步說明，本申請實施例還提供了一種輸電線路桿塔塔腿基礎(chǔ)及接地裝置共同的接地電阻測試系統(tǒng)。參見圖3，為本申請實施例提供的一種桿塔塔腿基礎(chǔ)及接地裝置共同的接地電阻測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，本申請實施例提供的一種桿塔塔腿基礎(chǔ)及接地裝置共同的接地電阻測試系統(tǒng)，包括試驗電源11、第k基桿塔12、架空地線13、第k+j基桿塔14、電壓測量裝置15、示波器16、地電位升輔助接地樁17、接地裝置18和接地引下線19。

具體的，試驗電源11與第k基桿塔12的塔腿連接，第k基桿塔12與第k+j基桿塔14通過架空地線13連接，第k+j基桿塔14的塔腿通過接地引下線19與接地裝置18連接，地電位升輔助接地樁17與電壓測量裝置15的正極端連接，第k+j基桿塔14和大地的相接處與電壓測量裝置15的負(fù)極端連接。

利用本申請實施例提供的桿塔塔腿基礎(chǔ)及接地裝置共同的接地電阻測試系統(tǒng)測試桿塔塔腿基礎(chǔ)及接地裝置共同的接地電阻時，利用試驗電源11向第k基桿塔12的塔腿處注入測試電流is，測試電流中的一部分經(jīng)第k基桿塔12流入大地，這一部分標(biāo)記為第一入地電流ig1；測試電流中的另一部分經(jīng)第k基桿塔12流入架空地線13，這一部分電流標(biāo)記為it1。流入架空地線13的電流it1的一部分流向第k+j基桿塔14，這部分電流標(biāo)記為iw2(包括iw21、iw22、…、iw2n)；電流it1的另一部分流向其他桿塔，這部分電流標(biāo)記為iw1(包括iw11、iw12、…、iw1n)。流到第k+j基桿塔14的電流iw2，一部分流入第k+j基桿塔14，這一電流標(biāo)記為it2；電流iw2的另一部分經(jīng)過第k+j基桿塔14后繼續(xù)前進(jìn)，這部分電流標(biāo)記為iw3(包括iw31、iw32、…、iw3n)。其中，電流it2的一部分經(jīng)第k+j基桿塔14的塔腿直接流入到與其相接觸的大地中，這一部分電流標(biāo)記為ig21；另一部分經(jīng)第k+j基桿塔14的塔腿流入接地裝置18，經(jīng)接地裝置18流入到大地中，這一部分電流標(biāo)記為ig22。

由電流it2的流向可得，測量第k+j基桿塔14的桿塔塔腿基礎(chǔ)及接地裝置共同的接地電阻，即測量第k+j基桿塔14中埋入大地部分的塔腿電阻與接地裝置18的電阻之和，更能反映第k+j基桿塔14的接地效果。測量桿塔塔腿基礎(chǔ)及接地裝置共同的接地電阻，需要得到電流ig21與電流ig22的和，即入地電流it2。參見圖4，為本申請實施例提供的一種測量入地總電流的示意圖。如圖4所示，第k+j基桿塔14的塔腿的接地引下線以上部分套設(shè)有電流探頭，電流探頭與示波器16連接。具體的，第k+j基桿塔14的各塔腿的接地引下線以上部分均套設(shè)有電流探頭，多個電流探頭將測量的電流匯聚傳輸?shù)绞静ㄆ?6中，利用示波器16可計算入地總電流it2。

參見圖5，為本申請實施例提供的一種測量地電位升的示意圖。如圖5所示，第k+j基桿塔14的塔腿與大地接觸處與電壓測量裝置15正極連接，電壓測量裝置15負(fù)極與地電位升輔助接地樁17連接。利用電壓測量裝置15可測得第k+j基桿塔14地電位升。根據(jù)地電位升與入地電流it2的比值，可獲得第k+j基桿塔14的桿塔塔腿基礎(chǔ)及接地裝置共同的接地電阻。

進(jìn)一步的，本申請實施例中，由于向桿塔塔腿注入測試電流時，測試電流沿著架空電線可流向多根桿塔，因此，可同時對多根桿塔進(jìn)行桿塔塔腿基礎(chǔ)及接地裝置共同的接地電阻測量。例如，當(dāng)向第n基桿塔注入測試電流時，其中，n大于或等于1，可同時測量第9基、11基、12基等桿塔的桿塔塔腿基礎(chǔ)及接地裝置共同的接地電阻，測試效率高。

由上述實施例可見，本申請?zhí)峁┑臈U塔塔腿基礎(chǔ)及接地裝置共同的接地電阻測試方法，通過向第k基桿塔上注入測試電流，使第k+j基桿塔上帶有部分測試電流；通過測量第k+j基桿塔塔腿流入混凝土的電流和通過接地引下線流入接地裝置的電流的和，獲得第k+j基桿塔的入地總電流；通過測量第k+j基桿塔的塔腿和接地引下線共同的地電位升，獲得第k+j基桿塔帶有部分測試電流后造成的地電位升；通過計算第k+j基桿塔地電位升和入地總電流的比值，獲得第k+j基桿塔的桿塔塔腿基礎(chǔ)及接地裝置共同的接地電阻。本申請?zhí)峁┑臈U塔塔腿基礎(chǔ)及接地裝置共同的接地電阻測試方法，注入電流的桿塔為k基桿塔，測量入地電流和地電位升的桿塔為k+j基桿塔，兩基桿塔的間距通常較大，避免了電源回流級的影響，測量的精確度高；不需要向大地中分別打進(jìn)一個電流極和電壓極以及鋪設(shè)較長的電流測量線，測試工作量??；可同時進(jìn)行多基桿塔的桿塔塔腿基礎(chǔ)及接地裝置共同的接地電阻測量，測量效率高；進(jìn)一步的，本申請測量的桿塔塔腿基礎(chǔ)及接地裝置共同的接地電阻為桿塔入地部分的電阻，入地部分包括塔腿基礎(chǔ)和接地裝置，更能反映輸電線路實際防雷效果，可靠性高。

以上所述的本發(fā)明實施方式并不構(gòu)成對本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。