[发明专利]一种接地极冲击散流特性测量装置及方法

摘要

一种接地极冲击散流特性测量装置及方法，属于接地装置的模拟试验技术领域。本发明装置主要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、高速数据采集卡、控制处理模块、显示模块等；本发明方法利用本发明装置，经确定模拟试验比例尺和调节模拟试验条件，连接模拟试验回路，设置控制处理参数，试验数据采集与处理等步骤，获得接地极冲击散流特性。本发明具有操作简便，测量效率高，测量结果准确，适用范围广等特点。本发明可广泛应用于测量在冲击大电流作用下的接地极的冲击散流特性，特别适用于测量雷电流作用下，不均匀土壤及复杂地形条件下的接地极的冲击散流特性。

主权项

一种接地极冲击散流特性测量装置，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（21）、高速数据采集卡（18）、控制处理模块（19）、显示模块（20）；所述冲击电流发生器（1）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）；所述冲击电流发生器（1）的输入端通过电缆线与220V市电连接，输出端与所述模拟接地极（14）的电流注入点连接，其特征在于：所述半球形试验槽（13）为材质为钢板的半球形壳体，所述半球形试验槽（13）为直径为5～10m、壁厚为1～3mm的半球形，在所述试验槽（13）中水平分层铺装有岩石和砂子，并浇洒水份，所述岩石的粒径为10~100mm，所述砂子的粒径为0.05～1mm，通过调整砂石比例以及含水量改变土壤电阻率，所述模拟接地极（14）及所述电流传感器（21），均埋设在所述半球形试验槽（13）内的岩石和砂子中；所述电流传感器（21）为6~12个，每个所述的电流传感器（21）均由不导磁骨架（23）、铜质线圈（25）、积分电路（26）、聚合物绝缘外壳（24）和引流针（22）组成，所述的不导磁骨架（23）的材料为微晶玻璃陶瓷，所述不导磁骨架（23）为内径为10~30mm、外径为12~35mm、厚度为10~20mm的圆环，所述的铜质线圈（25）由标称直径为0.15~0.47mm的铜漆包圆线均匀绕制在所述不导磁骨架（23）上，所述的铜质线圈（25）的匝数为200匝；所述铜质线圈（25）两端的引出线与所述积分电路（26）的输入端连接，所述积分电路（26）的输出端作为所述电流传感器（21）的输出端；所述聚合物绝缘外壳（24）的材料为环氧树脂，所述聚合物绝缘外壳（24）为浇铸在所述铜质线圈（25）外表面上的内径为5~25mm、外径为14~37mm、厚度为10~20mm的圆环形壳体；所述引流针（22）为长度为20~30mm、外径为3~15mm的铜漆包导体，在所述引流针（22）的外面套装塑料绝缘管后固接在所述聚合物绝缘外壳（24）的轴心处；6~12个所述电流传感器（21）的引流针（22）的一端装设在所述半球形试验槽（13）中的各个电流待测点处，并且所述引流针（22）与所述模拟接地极（14）轴向垂直，6~12个所述电流传感器（21）的输出端分别通过同轴屏蔽电缆（16）与所述高速数据采集卡（18）的输入端连接，所述高速数据采集卡（18）的输出端与所述控制处理模块（19）的输入端连接，所述控制处理模块（19）的输出端与所述显示模块（20）的输入端连接。