[发明专利]一种冲击浪涌电流的定位方法

说明书

本发明公开了一种冲击浪涌电流的定位方法，方法中，确定电磁波在大地中的传播速度V；建立至少三个地表电位观测点，分析冲击电流入地而发生的地表电位观测点的标量电势的时域波形，并从中得出时间差；基于冲击浪涌时差法定位，其中，电磁波到达地表电位探测站的时间为：入地电流位置产生的电磁波到达不同地表电位观测点的距离差为恒定值；在每三个地表电位观测点之间确定两条双曲线，两条双曲线相交位置确定一个冲击电流入地点位置，所述冲击电流入地点位置的平均值为最终的冲击电流入地点位置。

技术领域

本发明属于地下杂散电流源定位领域，特别是一种冲击浪涌电流的定位方法。

背景技术

偏磁现象是变压器的一种非正常工作状态，指在变压器励磁电流中出现了直流或暂态分量，并发生半波饱和。发生变压器偏磁时，变压器励磁电流会产生大量的谐波，谐波的产生导致变压器出现的温升、振动和噪声等问题，另外，变压器偏磁也会影响继保设备、电容器组、电流互感器等设备的正常运行。变压器中性点流入暂态分量电流有多种原因，主要可分为两个方面。一方面，直流输电单极大地回路方式运行对于远距离输电的双端直流系统，通常是以双极运行方式。但当直流输电系统建设初期，为了提高经济效益，往往建好一极后即投入运行，高压直流输电系统在运行期间单极运行方式下接地极注入大地的电流甚至更大达4kA，并伴随出现大地电位的升高。高压直流输电系统单极运行瞬间，接地极注入大地的电流，具有冲击浪涌、间歇波动的动态特征。另一方面，包含高铁在内的轨道交通在我国得到大规模的发展和应用，大型城市的轨交建设规模迅速增长。轨交运行过程中，由于轨道绝缘不良也会导致大电流入地，形成地铁杂散电流。轨交杂散电流具有间歇性、冲击性、日夜周期性、叠加性的特点。轨道交通列车经过变电站附近时，有匀速运动，进站反向逆变制动，出站加速运动等以分钟级尺度短时快速变化为特征的牵引功率变化，由此列车电动机工作产生的负极走行轨电流也以分钟级为尺度，进行快速动态变化，此动态过程进一步产生的走行轨杂散电流，也具有冲击浪涌、间歇波动的动态特征。

具有冲击浪涌、间歇波动的动态特征的地下杂散电流流入变压器中性点，造成铁芯在某半个周波内运行在饱和点以上，励磁电流也出现了不同程度的畸变。同时，变压器的漏磁通变大，无功损耗的增加导致电力系统的电压严重下降，系统的继电保护装置也会出现非正常动作。增大的漏磁通也会增加变压器的涡流损耗，对本体的绝缘乃至变压器的使用寿命造成严重影响。因此，有必要研究确定变电站附近具有冲击浪涌的地下杂散电流源，并探索干扰源的定位技术，为判断变压器偏磁现象是否发生，变压器的安全稳定运行提供技术支撑，具有重要的现实意义。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提出一种冲击浪涌电流的定位方法。能够有效的完成冲击浪涌电流的定位。

本发明的目的是通过以下技术方案予以实现，一种冲击浪涌电流的定位方法包括以下步骤：

第一步骤，确定电磁波在大地中的传播速度V；

第二步骤，建立至少三个地表电位观测点，分析冲击电流入地而发生的地表电位观测点的标量电势的时域波形，并从中得出时间差，其中，冲击电流入地位置A的坐标为(X，Y)，发生时间为t，令地表电位观测点W_i坐标为(X_i，Y_i)，其中i＝1，2，3…，n；

第三步骤，基于冲击浪涌时差法定位，其中，电磁波到达地表电位探测站的时间为：入地电流位置产生的电磁波到达不同地表电位观测点的距离差为恒定值；

第四步骤，在每三个地表电位观测点之间确定两条双曲线，两条双曲线相交位置确定一个冲击电流入地点位置，所述冲击电流入地点位置的平均值为最终的冲击电流入地点位置。

所述的方法中，第一步骤中，传播速度V可由光速C与大地的相对介电常数ε_r确定。