专利名称：一种接地极冲击散流特性测量装置及方法
技术领域：
本发明涉及输变电设备辅助器材技术领域，特别涉及一种接地极冲击散流特性测量装置。本发明还涉及一种应用该装置的接地极冲击散流特性测量方法。
背景技术：
在目前的电力系统运行维护过程中，大多数输变电线路事故都是由于雷击输电线路或杆塔而引起的跳闸现象所导致的。而通过测量接地极冲击散流特性，能够全面地研究接地极的散流规律，并对科学地提高输变电线路的防雷效果具有重要的意义。目前现有的接地极冲击散流特性测量设备中，其通常是采用模拟实验的方法模拟雷电流通过接地装置向周围土壤流散时的土壤放电过程，并对各个位置的冲击散流分布规律进行测量，然而，该种测量方式虽然能够满足基本的冲击散流特性测量需要，但由于其需要反复改变传感器的布置位置以测试不同区域的相关数据，操作过程较为复杂，测量效率低下，给后续的数据处理和相关工序的顺利实施造成不便。因此，如何使得接地极冲击散流特性测量过程更加简便高效是本领域技术人员目前需要解决的重要技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种接地极冲击散流特性测量装置，该装置能够使得接地极冲击散流特性测量过程更加简便高效。本发明的另一目的是提供一种应用上述接地极冲击散流特性测量装置的接地极冲击散流特性测量方法。为解决上述技术问题，本发明提供一种接地极冲击散流特性测量装置，包括冲击电流发生器、半球形试验槽、模拟接地极、电流传感器阵列、铜针、高速数据采集卡、控制处理�？�、显示模块；所述冲击电流发生器的输入端通过导线分别与220V工频电源和所述模拟接地极的电流注入点连接；所述模拟接地极埋在所述半球形试验槽中；所述电流传感器阵列布置在所述模拟接地极四周土壤中各待测点处，其铜针与模拟接地极轴向垂直；所述电流传感器阵列的信号输出端通过同轴屏蔽电缆与高速数据采集卡的输入端连接；所述控制处理�？橛胨龈咚偈莶杉八鱿允灸？榱印Ｓ叛〉兀龅缌鞔衅髡罅邪ㄈ舾傻缌鞔衅鳎龅缌鞔衅靼ú坏即殴羌堋⑼氏呷�、积分电路、刺刀螺母连接器插座和聚合物绝缘外壳和铜针，所述铜制线圈套设于所述不导磁骨架的外部。优选地，所述半球形试验槽内装设有粒径为O. 05 Imm的含水砂子。本发明还提供一种接地极冲击散流特性测量方法，包括步骤确定模拟实验条件，根据实际工况和试验需求确定相应的试验条件；连接试验回路，根据实际工况，将接地极冲击散流特性测量装置与试验回路进行接线；
设置控制处理参数，根据试验需要，设定相关的控制处理参数；试验测量，测量当前工况环境下的接地极冲击散流特性相关数据。相对上述背景技术，本发明所提供的接地极冲击散流特性测量装置，包括冲击电流发生器、半球形试验槽、模拟接地极、电流传感器阵列、铜针、高速数据采集卡、控制处理�？�、显示�？椋凰龀寤鞯缌鞣⑸鞯氖淙攵送ü枷叻直鹩�220V工频电源和所述模拟接地极的电流注入点连接；所述模拟接地极埋在所述半球形试验槽中；所述电流传感器阵列布置在所述模拟接地极四周土壤中各待测点处，其铜针与模拟接地极轴向垂直；所述电流传感器阵列的信号输出端通过同轴屏蔽电缆与高速数据采集卡的输入端连接；所述控制处理�？橛胨龈咚偈莶杉八鱿允灸？榱印Ｔ诘ゴ纬浞诺绻讨校咀爸媚懿饬�12个关键待测点的流散电流值，不需再次重新布置传感器，对接地极冲击散流规律的测量效率高，测量过程简便易行；且各测量点的电流值乃一次充放电时所测得，测量结果更为准确可靠。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明一种具体实施方式
所提供的接地极冲击散流特性测量装置的系统连接图；图2为本发明一种具体实施方式
所提供的接地极冲击散流特性测量装置的原理图；图3为图2中电流传感器部分的结构示意图；图4为本发明一种具体实施方式
所提供的接地极冲击散流特性测量方法的流程图。
具体实施例方式本发明的核心是提供一种接地极冲击散流特性测量装置，该装置能够使得接地极冲击散流特性测量过程更加简便高效；同时，提供一种应用上述接地极冲击散流特性测量装置的接地极冲击散流特性测量方法。为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步的详细说明。请参考图1、图2和图3，图1为本发明一种具体实施方式
所提供的接地极冲击散流特性测量装置的系统连接图；图2为本发明一种具体实施方式
所提供的接地极冲击散流特性测量装置的原理图；图3为图2中电流传感器部分的结构示意图。在具体实施方式
中，本发明所提供的接地装置的冲击特性模拟试验装置，主要包括冲击电流发生器1、半球形试验槽13、模拟接地极14、电流传感器阵列20、铜针21、高速数据采集卡18、控制处理�？�19、显示�？�20等。冲击电流发生器I主要包括智能控制系统2、调压器3、升压变压器4、硅堆5、调波电阻6、调波电感7、脉冲电容器组8、气动点火球隙9、空气压缩机10。冲击电流发生器I的输入端通过导线与220V工频电源连接，输出端产生冲击幅值、波前时间、波尾时间可调的冲击大电流，并与模拟接地极14的电流注入点连接；模拟接地极14埋在半球形试验槽13中；自制电流传感器阵列21布置在模拟接地极14四周土壤中各待测点处，其铜针22与模拟接地极14轴向垂直；电流传感器阵列21的信号输出端通过同轴屏蔽电缆16与高速数据采集卡18的输入端连接；控制处理�？�19与高速数据采集卡18及显示�？�20连接。在单次充放电过程中，本装置能测量12个关键待测点的流散电流值，不需再次重新布置传感器，对接地极冲击散流规律的测量效率高，测量过程简便易行；且各测量点的电流值乃一次充放电时所测得，测量结果更为准确可靠。进一步地，电流传感器阵列21由一组2 12个电流传感器构成，每个传感器包括不导磁骨架23、铜质线圈25、积分电路27、刺刀螺母连接器插座26和聚合物绝缘外壳24和铜针22。为便于加工和现场安装，不导磁骨架23在设计中选用了圆形截面的圆环形结构，为了使线匝截面上的磁场强度趋于处处相等，尽量减少对一次载流导线的位置要求，通常取骨架截面的直径和骨架内环半径的比值在1/6左右，其内外环半径分别为a、b，取b=(l.1 1. 2)a。的不导磁骨架23为内径为30mm、外径为35mm、截面直径为5mm、材质为不导磁聚合物的圆环，其主要作用是固定铜质线圈25。的铜质线圈25由标称直径为O. 49mm的铜漆包圆线均匀绕制在圆环形的不导磁骨架23上，绕制的匝数为300匝，铜质线圈25两端的引出线与积分电路27的输入端连接，用以对感应电动势Ul(t)进行积分，从而得到感应电流ijt)。考虑到杂散电容很小，只在测量IOMHz以上频率信号时才对测量结果有大的影响，因此，在本发明中可忽略不计。积分电路27的输出端通过刺刀螺母连接器插座26与同轴屏蔽电缆16 —端的刺刀螺母连接器插头26连接，同轴屏蔽电缆16的另一端通过刺刀螺母连接器插头26与高速数据采集卡18的输入端连接。在的电流传感器21表面浇铸有厚度为8 IOcm的聚合物绝缘外壳24，用以防止大电流窜入电流传感器所在的测量回路而损毁测量设备。铜针22的材料为标称直径为2. 44mm铜漆包圆线，由不导电的塑料套件固定于圆环的中部，其主要作用是引流待测点的冲击电流。电流传感器阵列21的测量带宽为200Hz 10MHz，其不仅具有良好的响应特性，能够准确的测量冲击大电流，而且电流传感器通过电磁场耦合测量冲击电流，测量线圈本身与被测电流回路没有直接的电的联系，因此与主回路有着良好的电气绝缘，结构简单，线性良好。更具体地,半球形试验槽13装设有粒径为O. 05 Imm的含水砂子,通过改变砂子的含水量来改变土壤电阻率；在试验槽中水平分层铺装岩石和砂子可模拟土壤的分层模型,通过调整砂石比例可方便的改变土壤的复合电阻率。请参考图3，图3为本发明一种具体实施方式
所提供的降低冲击接地阻抗值方法的流程图。在具体实施方式
中，本发明所提供的线圈尺寸测量方法，包括步骤101 :确定模拟实验条件；根据实际工况和试验需求确定相应的试验条件按下表确定模拟试验条件； 模拟试验对冲击特性的模拟
权利要求
1.一种接地极冲击散流特性测量装置，其特征在于包括冲击电流发生器、半球形试验槽、模拟接地极、电流传感器阵列、铜针、高速数据采集卡、控制处理�？椤⑾允灸？椋� 所述冲击电流发生器的输入端通过导线分别与220V工频电源和所述模拟接地极的电流注入点连接；所述模拟接地极埋在所述半球形试验槽中；所述电流传感器阵列布置在所述模拟接地极四周土壤中各待测点处，其铜针与模拟接地极轴向垂直；所述电流传感器阵列的信号输出端通过同轴屏蔽电缆与高速数据采集卡的输入端连接；所述控制处理模块与所述高速数据采集卡及所述显示�？榱�。
2.如权利要求1所述的接地极冲击散流特性测量装置，其特征在于所述电流传感器阵列包括若干电流传感器，所述电流传感器包括不导磁骨架、铜质线圈、积分电路、刺刀螺母连接器插座和聚合物绝缘外壳和铜针，所述铜制线圈套设于所述不导磁骨架的外部。
3.如权利要求1所述的接地极冲击散流特性测量装置，其特征在于所述半球形试验槽内装设有粒径为O. 05 Imm的含水砂子。
4.一种接地极冲击散流特性测量方法，其特征在于，包括步骤 确定模拟实验条件，根据实际工况和试验需求确定相应的试验条件； 连接试验回路，根据实际工况，将接地极冲击散流特性测量装置与试验回路进行接线. 设置控制处理参数，根据试验需要，设定相关的控制处理参数； 试验测量，测量当前工况环境下的接地极冲击散流特性相关数据。
全文摘要
本发明公开了一种接地极冲击散流特性测量装置，包括冲击电流发生器、半球形试验槽、模拟接地极、电流传感器阵列、铜针、高速数据采集卡、控制处理�？�、显示�？椋怀寤鞯缌鞣⑸鞯氖淙攵送ü枷叻直鹩�220V工频电源和模拟接地极的电流注入点连接；模拟接地极埋在半球形试验槽中；电流传感器阵列布置在模拟接地极四周土壤中各待测点处，其铜针与模拟接地极轴向垂直；电流传感器阵列的信号输出端通过同轴屏蔽电缆与高速数据采集卡的输入端连接；控制处理模块与高速数据采集卡及显示�？榱�。本装置对接地极冲击散流规律的测量效率高，测量过程简便易行。本发明还公开了一种应用上述装置的接地极冲击散流特性测量方法。
文档编号G01R19/00GK103018536SQ20121057588
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月25日 优先权日2012年12月25日
发明者周立波, 竺佳一, 曹炯, 黄晓明, 张建 申请人:宁波电业局, 国家电网公司
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