带电杆塔接地阻抗测试技术研究

发布时间：2020-11-14 08:57

　　 随着智能电网的迅速发展,因带电杆塔接地阻抗值过大引起的杆塔线路雷击跳闸事故时有发生,此现象越来越受到电力行业的重视。保障带电杆塔接地阻抗值符合规程要求对电力系统的安全稳定运行和防止事故发生具有重要的工程意义,因而带电杆塔接地阻抗值的准确、有效测量是至关重要的。首先,本文详细分析了常用带电杆塔接地阻抗测量技术,针对其误差较大、断开接地引线、劳动强度大等缺点,设计了一种带电杆塔接地阻抗的变频式在线测量方法。通过建立不断开接地引线带电杆塔接地阻抗测量等效电路模型,分析出了接地阻抗值随电流频率变化的规律,推导出了在线测量接地阻抗的必要条件。基于Multisim软件对影响接地阻抗测量的主要因素(杆塔数量、接地电阻、避雷线电感、接地体等效电感)进行仿真分析,验证变频式在线测量方法的可行性。其次,基于变频式在线测量方法的理论基础,设计并实现带电杆塔接地阻抗变频式在线测量系统装置。采用DDS技术和Howland电流泵原理设计了可变频激励电流源,结合数据的采集模块、预处理模块、中央处理器模块、显示模块等构建了硬件测量系统。基于测量系统的功能需求,采用CCS(Code Composer Studio)软件对硬件进行了软件程序编写、调试。实现测量系统的组装搭建及测试要求。最后,利用所设计的测量系统装置完成实验室环境下的验证实验和现场杆塔环境的测量实验。在实验室环境下,对搭建的等效模拟电路进行测量,并与高频并联法进行对比,结果表明:变频式在线测量方法能够实现带电杆塔接地阻抗的准确测量,且总体精度优于高频并联法。以三极法作为测量结果标量值,对西安市现场杆塔环境进行测量;与钳表法、高频并联法相比,变频式在线测量方法精度优于钳表法和高频并联法,且与三极法测量的相对误差为5%左右,符合工程测量误差要求。
【学位单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TM934
【部分图文】：

2 带电杆塔接地阻抗测量技术基础研究2 带电杆塔接地阻抗测量技术基础研究地阻抗测量技术研究研得知，杆塔接地装置是由杆塔杆塔接地体、接地引线、开接地引线，杆塔接地体可以看作为一个独立的个体，因地体的接地电阻，为常用杆塔接地电阻测量分析提供理论半球形接地体的接地电阻计算导计算，可以将杆塔接地体看作一个处于均匀土壤的半球示，假设等效半径为a，土壤电阻率为 ，向接地引线注地体向四周土壤流向无穷远处。

rraaa222则a与r 之间串联电阻的总和sR 为：)(1)11(2222raRaarrrrdrRras （由式（2.6）可以看出：当土壤球壳的半径 r 时， RRs ，即理论上接地电阻地土壤的电阻值。当 r 10a时得出 RRs 0.9，即距离杆塔接地极长度为接地体10a内的土壤对杆塔接地电阻起主要作用。为铺设辅助电极提供理论基础。2 三极法测量技术三极法是在电位降的测量方法的基础上改进的一种简化测量方法，在理论计算上电位补偿点，与电位降法相比极大简化了杆塔接地电阻测量步骤。当注入电流测地电阻时，理论上是可将土壤的无穷远处视作对杆塔接地体的零电位，但是在实况下，此条件是无法达到的[40-41]。为了简化缩小铺设辅助电极之间的距离，简化，将电压辅助电极布置在理论上的电位补偿点(即测量误差为零点)位置上即可实地电阻的测量。断开接地引线状态下，三极法铺设两个辅助电极(电压、电流辅助电两个辅助电极尽量在一条直线上，布极示意图如图 2.2 所示。

西安科技大学全日制工程硕士学位论文程测量中也常采用辅助电流极 C 与辅助电压极 P 成 30 度即GCL 与GPL 之间的夹角成 30 度且 LLlGCGP 2的布极方式，按照布极方式此方法也被称为 30 度夹角测试法[43]。由于三极法需要断开接地引线的情况下进行杆塔接地电阻测量，但是由于目前电力系统为了解决防盗以及确定接地引线与杆塔的可靠连接，很多单位采取了将接地引线连扳和杆塔直接焊接在一起，造成接地引线无法进行拆卸。并且也有很多杆塔接地引线连扳的螺栓长期处在外部环境下，经过腐蚀生锈也很难将其拆卸，这给三极法测量杆塔接地电阻带来了极大的困难。2.1.3 高频并联法测量技术为了适应时代的需求，打破断开接地引线传统的测量方式，高频并联法测量杆塔接地电阻在这一方面做出了很大的突破。基于避雷线感抗效应，测量信号采用高频激励电流信号注入，增大杆塔避雷线的感抗值，使测量信号电流尽量多的在被测杆塔自身流入，从而达到了不断开任何接地引线测量的要求。不断开接地引线测量杆塔接地电阻的系统模型如图 2.3 所示。
【参考文献】

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1 张占龙;许晓;刘成;陈亮;董敏;刘国华;朱云祥;;一种多频扫描式杆塔接地电阻的测量方法[J];中国电机工程学报;2015年19期

2 余蜀豫;任艳;覃彬全;;基于模糊数学的重庆地区雷电灾害风险评估方法研究[J];灾害学;2015年02期

3 路永玲;刘洋;高嵩;周志成;陶风波;马勇;张星炜;;江苏电网2005至2013年架空输电线路雷击跳闸分析及防护[J];电瓷避雷器;2015年01期

4 俞飞;覃明俊;卫文君;;工频大电流法测量电厂接地电阻的抗干扰措施研究[J];企业技术开发;2014年16期

5 周辉如;;钳表法测量输电线路杆塔接地电阻的误差仿真分析[J];湖南电力;2013年03期

6 潘文霞;王兵;全锐;戴敏;童雪芳;谷定燮;;典型特高压杆塔基础接地计算与分析[J];电网技术;2013年03期

7 赵淳;阮江军;李晓岚;谢耀恒;黄道春;谷山强;;输电线路综合防雷措施技术经济性评估[J];高电压技术;2011年02期

8 卢中山;张小青;李建修;;一种有效的接地电阻测量方法[J];电工电能新技术;2010年04期

9 李志忠;王森;陈潇一;王雪松;吉宏亮;;基于三极补偿的接地电阻测试新方法[J];陕西电力;2010年08期

10 冯炜;沈绍祥;纪奕才;方广有;;带温度测试模块的TDR测试系统研制及温度校准[J];科学技术与工程;2009年23期

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4 喻琰;双钳口式杆塔接地电阻测量仪的研制[D];华中科技大学;2013年

5 拓行;基于DSP的接地电阻仪的研究与实现[D];西安科技大学;2012年

6 孙亮亮;基于嵌入式系统的接地电阻测量装置的研究[D];西南交通大学;2009年

7 沈华靖;基于DSP的冲击接地电阻测量仪研究[D];南昌大学;2006年

8 王长运;地网接地电阻短距测量方法和直流接地研究[D];重庆大学;2006年

9 钟玉林;接地回路的高频等效电路模型[D];清华大学;2005年

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