接地網(wǎng)沖擊電流導(dǎo)致的二次電纜轉(zhuǎn)移阻抗的測(cè)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高電壓技術(shù)領(lǐng)域，具體是指接地網(wǎng)沖擊電流導(dǎo)致的二次電纜轉(zhuǎn)移阻抗 的測(cè)量方法，用于評(píng)估接地網(wǎng)在受到雷電沖擊時(shí)對(duì)二次電纜的影響。
【背景技術(shù)】
[0002] 在電力系統(tǒng)中為了工作和安全的需要，常需將電力系統(tǒng)及其電氣設(shè)備的某些部分 與大地相連接，這就是接地。電力系統(tǒng)接地就其目的來(lái)說(shuō)可分為工作接地、防雷接地和保護(hù) 接地三種。其中防雷接地是為了避免雷電的危害，避雷針、避雷線和避雷器等防雷設(shè)備都必 須配以相應(yīng)的接地裝置以便把雷電流導(dǎo)入大地。接地網(wǎng)是確保變電站安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要 條件，其可靠性及安全性能一直受到設(shè)計(jì)和生產(chǎn)運(yùn)行部門的高度重視。
[0003] 評(píng)價(jià)接地網(wǎng)的指標(biāo)有接地電阻、地電位升、接觸電位差、跨步電位差等，均是針對(duì) 工頻時(shí)的情況。實(shí)際上，雷擊時(shí)的接地問(wèn)題更加突出，尤其是對(duì)二次系統(tǒng)。雷擊時(shí)，接地網(wǎng) 的地電位更不均勻，對(duì)二次系統(tǒng)的干擾也較大。雷擊時(shí)干擾信號(hào)可以通過(guò)電流、電壓互感器 由二次電纜傳到二次設(shè)備，也可以通過(guò)空間電磁場(chǎng)耦合到二次電纜或二次設(shè)備，還可以通 過(guò)暫態(tài)地電位差施加到二次系統(tǒng)。此外二次電纜之間以及二次電纜與接地網(wǎng)之間也存在 著感性和容性的耦合，這些耦合主要是電纜之間、電纜的芯皮之間、以及電纜與地之間的電 容、電感造成的。
[0004] 其中，通過(guò)暫態(tài)地電位差施加到二次系統(tǒng)的地網(wǎng)耦合對(duì)二次電纜影響最大。地網(wǎng) 耦合主要是由于暫態(tài)地電位差施加在雙端接地電纜的屏蔽層，從而在電纜屏蔽層產(chǎn)生暫態(tài) 電流、進(jìn)一步在電纜芯線感應(yīng)電壓造成的；或者當(dāng)二次電纜芯線通過(guò)負(fù)載接地時(shí)接地點(diǎn)之 間的電位差也會(huì)直接作用在二次電纜芯線。因此在接地網(wǎng)評(píng)估中，非常有必要評(píng)估接地網(wǎng) 沖擊特性對(duì)二次電纜的影響，比如雷電沖擊下接地網(wǎng)在二次電纜芯線之間的電位差、芯線 與地之間的電位差，以及相應(yīng)的轉(zhuǎn)移阻抗。但目前評(píng)價(jià)接地網(wǎng)的接地電阻、地電位升、接觸 電位差、跨步電位差等參數(shù)并不能反映這一問(wèn)題。
[0005] 分析雷擊接地網(wǎng)時(shí)二次系統(tǒng)受到的騷擾比較復(fù)雜，簡(jiǎn)單的計(jì)算模擬很難與工程實(shí) 際一致，最可靠的方法是實(shí)驗(yàn)。目前的試驗(yàn)方法是使用沖擊電壓發(fā)生器（或沖擊電流發(fā)生 器）在接地網(wǎng)上注入雷電流，該電流通過(guò)接地網(wǎng)外的電流極及引線返回到?jīng)_擊電壓發(fā)生器 (或沖擊電流發(fā)生器）。由于接地網(wǎng)很大，這種方法下需要的引線很長(zhǎng)，同時(shí)由于電流極的 接地電阻很大，嚴(yán)重限制了實(shí)驗(yàn)中的關(guān)鍵設(shè)備一一沖擊電壓發(fā)生器（或沖擊電流發(fā)生器） 的輸出能力，導(dǎo)致其輸出波形畸變，輸出電壓減小，無(wú)法滿足實(shí)測(cè)要求。以前解決該問(wèn)題的 方法通常是研制更高等級(jí)的電流發(fā)生器，實(shí)驗(yàn)成本很高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供接地網(wǎng)沖擊電流導(dǎo)致的二次電纜轉(zhuǎn)移阻抗的測(cè)量方法，通過(guò) 該測(cè)量方法能夠獲得二次電纜芯線與芯線之間的轉(zhuǎn)移阻抗和芯線與接地網(wǎng)之間的轉(zhuǎn)移阻 抗，用于評(píng)估接地系統(tǒng)沖擊特性，指導(dǎo)接地工程建設(shè)，同時(shí)該測(cè)量方法對(duì)設(shè)備的參數(shù)要求不 高，大大降低了實(shí)驗(yàn)成本。
[0007] 本發(fā)明的上述目的通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：接地網(wǎng)沖擊電流導(dǎo)致的二次電纜 轉(zhuǎn)移阻抗的測(cè)量方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：
[0008] (1)選取變電站接地網(wǎng)對(duì)邊中部的兩個(gè)點(diǎn)作為沖擊電壓發(fā)生器的接地點(diǎn)，其中一 個(gè)接地點(diǎn)為電流入地點(diǎn)，另一個(gè)接地點(diǎn)為電流流出點(diǎn)；
[0009] (2)將沖擊電壓發(fā)生器通過(guò)步驟⑴中選取的兩個(gè)接地點(diǎn)與變電站的接地網(wǎng)相連 接；
[0010] ⑶找出沖擊電壓發(fā)生器兩個(gè)接地點(diǎn)連線的中點(diǎn)；
[0011] (4)在沖擊電壓發(fā)生器兩個(gè)接地點(diǎn)的連線上，找出一條以該連線的中點(diǎn)作為對(duì)稱 點(diǎn)的線段，該線段的長(zhǎng)度為沖擊電壓發(fā)生器兩個(gè)接地點(diǎn)連線長(zhǎng)度的80% ;
[0012] (5)在線段上鋪設(shè)二次電纜，二次電纜的接地方式與實(shí)際運(yùn)行電纜相同；
[0013] (6)使用標(biāo)準(zhǔn)的沖擊波形，向沖擊電壓發(fā)生器的電流入地點(diǎn)注入電流，并從電流流 出點(diǎn)抽出電流；
[0014] (7)使用示波器測(cè)量沖擊電壓發(fā)生器的輸出電流波形；
[0015] (8)由于對(duì)稱性，使用示波器測(cè)量鋪設(shè)的二次電纜任意一端處的芯線與芯線之間 的電位差和該端處芯線與接地網(wǎng)之間的電位差；
[0016] (9)將步驟⑶中測(cè)得的兩種電位差分別除以2,即得到接地網(wǎng)上只有一個(gè)沖擊電 流注入點(diǎn)下，二次電纜上的芯線與芯線之間的電位差和芯線與接地網(wǎng)之間的電位差；
[0017] (10)將步驟（9)中獲得的兩個(gè)電位差的峰值分別與步驟（7)測(cè)量獲得的沖擊電壓 發(fā)生器的輸出電流峰值相比，即可得到接地網(wǎng)沖擊電流導(dǎo)致的二次電纜芯線與芯線之間的 轉(zhuǎn)移阻抗和芯線與接地網(wǎng)之間的轉(zhuǎn)移阻抗。
[0018] 本發(fā)明中，所述步驟(6)中標(biāo)準(zhǔn)的沖擊波形為2. 6/50us或8/20us的電流波。
[0019] 本發(fā)明中，二次電纜芯線與芯線之間的轉(zhuǎn)移阻抗是指二次電纜指任意一端處芯線 與芯線之間的轉(zhuǎn)移阻抗，芯線與接地網(wǎng)之間的轉(zhuǎn)移阻抗是指任意一端處芯線與接地網(wǎng)之間 的轉(zhuǎn)移阻抗。
[0020] 本發(fā)明中的沖擊電壓發(fā)生器也可以用沖擊電流發(fā)生器替代。
[0021] 由于變電站接地網(wǎng)鋪設(shè)較密，沖擊大電流下土壤中也很少有放電現(xiàn)象，因此整個(gè) 測(cè)試系統(tǒng)仍然可以認(rèn)為是線性系統(tǒng)。由此，可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的對(duì)稱布置、沖擊電壓發(fā)生器 (或沖擊電流發(fā)生器）兩端均接于接地網(wǎng)上，實(shí)現(xiàn)小沖擊電壓發(fā)生器（或沖擊電流發(fā)生器） 裝置下的便捷、安全測(cè)量，具體實(shí)現(xiàn)方法如下：
[0022] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下顯著效果：
[0023] 1、與傳統(tǒng)的沖擊電流一點(diǎn)入地相比，由于本發(fā)明方法的沖擊電流從接地網(wǎng)上一點(diǎn) 注入，從另一點(diǎn)流出，因此對(duì)于沖擊電壓發(fā)生器（或沖擊電流發(fā)生器）來(lái)說(shuō)，其負(fù)載很小，容 易產(chǎn)生大電流，因此對(duì)沖擊電壓發(fā)生器（或沖擊電流發(fā)生器）的參數(shù)要求不高，大大降低了 實(shí)驗(yàn)成本。
[0024] 2、本發(fā)明可以很容易的在接地網(wǎng)上流過(guò)比較大的沖擊電流，在接地網(wǎng)上產(chǎn)生比較 大的暫態(tài)地電位差，因此對(duì)二次電纜的接地耦合和感應(yīng)耦合均比較大，便于測(cè)量。
[0025] 3、本發(fā)明由于實(shí)驗(yàn)只在變電站內(nèi)進(jìn)行，不需要站外接地極，因此省去了在站外采 取的安全措施，并且電流發(fā)生器參數(shù)不高，實(shí)驗(yàn)更安全。
[0026] 4、本發(fā)明由于使用了對(duì)稱原理，測(cè)量結(jié)果可以等效單點(diǎn)電流入地時(shí)的結(jié)果。同時(shí)， 由于對(duì)稱性，僅需測(cè)量二次電纜指任意一端處的轉(zhuǎn)移阻抗，不需要在二次電纜兩端都測(cè)。
【附圖說(shuō)明】
[0027] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0028] 圖1是本發(fā)明測(cè)量方法的連接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029] 圖2是本發(fā)明輸入接地網(wǎng)的電流波形；
[0030] 圖3是本發(fā)明測(cè)量的二次電纜芯線與接地網(wǎng)之間的電位差；
[0031] 圖4是現(xiàn)有技術(shù)中單點(diǎn)注入沖擊下測(cè)量的二次電纜芯線與接地網(wǎng)之間的電位