[发明专利]一种用于观测接地棒周围土壤冲击放电特性的装置和方法

说明书

本发明公开一种用于观测接地棒周围土壤冲击放电特性的装置及方法，装置包括回流电极和被试接地棒；回流电极采用同轴金属圆筒结构，回流电极，分三段：两端是对称布置的均压段，中间直线段为测试段；均压段包括依次连接的均压环、四分之一圆弧段和均压直线段；均压直线段与测试段之间通过绝缘圆筒隔开；回流电极轴心放置被试接地棒，被试接地棒与回流电极之间填充土壤；均压段和测试段各通过一条接地线相互连接，最后通过接地线接地；雷电冲击发生器高压输出端接在被试接地棒上，低压输出端接在回流电极的接地线上。利用本发明能够获得土壤中线‑板间隙放电下的电压、电流关系，用于评估测量接地导体周围土壤放电特性，指导接地工程建设。

技术领域

本发明涉及高电压技术领域，特别涉及一种用于测量接地导体周围土壤放电的电压、电流关系的装置。

背景技术

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。

由于雷电流很大，通过接地装置集中散流入地时会在土壤中产生很高的电位梯度，超过土壤的耐受场强时，土壤中将会出现放电现象。土壤的放电现象将大大影响接地装置的雷电冲击特性，导致冲击接地阻抗呈时变和频变混合的非线性变化，并进而影响避雷针、避雷线和避雷器的防雷特性。因此非常有必要研究接地棒周围土壤冲击放电特性。

目前针对土壤的放电研究存在如下两方面的问题：

1、主要研究工频下土壤的放电特性，缺乏雷击暂态情况下土壤放电特性的研究；

2、放电间隙的形式主要为尖端-极板、尖端-尖端、球面-球面，而实际组成接地装置的接地极通常为棒状(线材型，如线路杆塔接地材料)或扁带形(扁带材型，如大型接地装置的接地材料)，缺乏线材-极板间隙的放电特性试验。

由于线材-极板间隙与尖端-极板、尖端-尖端、球面-球面间隙完全不同，需要开发相应的观测接地极周围土壤冲击放电特性的装置，研究接地极周围土壤冲击放电特性的测量方法。

发明内容

本发明的目的在于提出一种用于观测接地棒周围土壤冲击放电特性的装置和方法，用于评估测量接地导体周围土壤放电特性，指导接地工程建设。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于观测接地棒周围土壤冲击放电特性的装置，包括回流电极和被试接地棒；回流电极采用同轴金属圆筒结构，回流电极，分三段：两端是对称布置的均压段，中间直线段为测试段；均压段包括依次连接的均压环、四分之一圆弧段和均压直线段；均压直线段与测试段之间通过绝缘圆筒隔开；回流电极轴心放置被试接地棒，被试接地棒与回流电极之间填充土壤；均压段和测试段各通过一条接地线相互连接，最后通过接地线接地；雷电冲击发生器高压输出端接在被试接地棒上，低压输出端接在回流电极的接地线上。

进一步的，回流电极竖直放置于绝缘台上，绝缘台包括绝缘支撑盘和支撑绝缘支撑盘的绝缘支撑柱；绝缘支撑盘中部钻孔，供被试接地棒穿过。

进一步的，测试段的接地线外周设有用于测试电流的罗氏线圈。

进一步的，还包括用于测量被试接地棒与回流电极之间的电位差的冲击分压器。

一种用于观测接地棒周围土壤冲击放电特性的方法，包括以下步骤：

1)、将被试接地棒同轴安装于回流电极中，并在回流电极内装满土壤；

2)、将均压段和测试段各通过一条接地线相互连接，最后通过接地线接地；

3)、雷电冲击发生器的高压输出端接在被试接地棒上；