[发明专利]一种测量输电线路真型杆塔雷电响应的系统及方法

说明书

本发明公开了一种测量输电线路真型杆塔雷电响应的系统及方法。系统包括：冲击电流发生单元、回流极，分压单元、电压参考极、电流测量单元和判断单元；冲击电流发生单元通过电流测试导线与被测真型杆塔的塔顶电连接，冲击电流发生单元与回流极电连接，冲击电流发生单元向被测真型杆塔的塔顶注入冲击电流；分压单元通过电压测试导线与被测真型杆塔的塔顶电连接，分压单元与电压参考极电连接；电流测量单元通过信号传输线分别与电流测试导线和被测真型杆塔的架空地线电连接；判断单元分别与分压单元和电流测量单元电连接，判断单元根据电压信息、冲击电流信息和地线电流信息准确得出被测真型杆塔雷电响应的性能判断结果。

技术领域

本发明涉及高压电技术领域，尤其涉及一种测量输电线路真型杆塔雷电响应的系统及方法。

背景技术

我国每年遭受雷击频繁，根据电网故障分类统计表明，在我国跳闸率比较高的地区，由雷击引起的次数约占40～70％，尤其是在多雷、土壤电阻率高、地形复杂的地区，雷击引起的事故率更高。输电线路是电力系统的重要组成，雷击输电线路引起的故障是输电线路故障的首要原因，因此研究输电线路防雷性能对于输电线路的安全稳定运行评估具有重要意义。

线路发生雷击时，杆塔塔顶反击电压由杆塔接地装置上的冲击电阻上的电压与雷击时杆塔电感效应的感应电压两部分组成。杆塔塔顶反击电压越大则杆塔耐雷水平越低，雷击瞬间在杆塔上形成的电压就会非常高，会使正常运行的导线绝缘击穿，形成接地故障，使线路开关跳闸，因此获得准确的输电线路杆塔雷电响应对提高电力系统安全运行起着十分重要的作用。

相关技术针对测量输电线路真型杆塔雷电响应存在如下问题：

1、目前对真型杆塔的测量主要是测量其工频特性(如杆塔工频接地电阻)，缺乏雷击暂态下真型杆塔响应的研究。

2、目前对真型杆塔冲击暂态测量都是对杆塔接地装置进行冲击测量，并没有将雷击时杆塔塔身的电感效应考虑进去，而现在随着输电线路电压等级的提升，杆塔高度越来越高，塔身的电感已经不可忽略，因此只在杆塔塔角测量从而仅仅考虑杆塔接地装置会与真实情况差异较大。

3、目前对真型杆塔冲击暂态测试研究都是在缩尺模型下进行的，然而缩尺模型的等效性需要进一步考虑。对于输电线路的真型杆塔雷电响应测试，由于实验条件要求高，操作难度大，目前还没有成熟的测试系统或方法。

4、目前输电线路反击暂态特性的分析和防护措施的应用严重依赖于电磁暂态仿真计算，但由于实际情况的复杂性，建立能够全面覆盖过电压频带的宽频电磁暂态模型极为困难，已有的宽频电磁暂态模型大多是单独针对接地装置、杆塔等线路部分设施的零散化测试结果，难以反映地线分流、各部分折反射、多重雷击等关键问题的影响，仿真计算通常会基于大量的模型简化，导致计算结果与实际情况可能会存在较大差异，理论分析的结果需要通过实验来验证，但缺少一种能够测量输电线路真型杆塔雷电响应的成熟系统或方法来获取准确的杆塔雷电冲击响应数据。

发明内容

本发明提供了一种测量输电线路真型杆塔雷电响应的系统及方法，以同时考量真型杆塔接地装置和塔身电感效应，从而准确获取真型杆塔的雷电响应数据，准确得出真型杆塔的雷电响应性能。

根据本发明的一方面，提供了一种测量输电线路真型杆塔雷电响应的系统，包括：

冲击电流发生单元和回流极，所述冲击电流发生单元的高压端通过电流测试导线与被测真型杆塔的塔顶电连接，所述冲击电流发生单元的低压端与所述回流极电连接，所述冲击电流发生单元用于向所述被测真型杆塔的塔顶注入冲击电流；

分压单元和电压参考极，所述分压单元的高压端通过电压测试导线与所述被测真型杆塔的塔顶电连接，所述分压单元的低压端与所述电压参考极电连接，所述分压单元用于测量所述被测真型杆塔的塔顶与所述电压参考极之间的电压信息；