[发明专利]一种计及土壤离子浓度的冲击接地电阻测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统防雷与接地领域，更具体地，涉及一种计及土壤离子浓度的冲击接地电阻测量方法。

背景技术

输电系统中杆塔的安全运行与其防雷特性关系密切，而其防雷效果将会直接由其接地装置的冲击特性影响。在雷击杆塔过程中，雷电流经过杆塔及其接地装置散入地中，而此暂态过程中，在冲击接地电阻上必定形成一定大小的电压降。若此电压大于输电线路电压，对线路进行反击，严重威胁电厂及变电站设备，并将增加线路跳闸率，影响供电稳定性。因而，在一定程度内降低冲击接地电阻是当前国内外一项重大研究课题，也是一大难题。

现有的研究发现，接地网及其附近土壤离子浓度变化对系统接地冲击接地电阻有着直接的影响。若能实时监测不同土壤离子浓度时的冲击接地电阻值，就能更好的在土质，不同环境下及时优化接地装置，降低反击事故的发生率。本发明与促进智能电网发展相结合，可实时测量接地网附近土壤离子浓度，并通过之前大量试验、仿真以及相应的理论推导得出相关的计算方法和计算公式，可准确实时地计算出冲击接地电阻，为进一步地防护配置和降阻研究提供了必要地数据和可靠地参考。

发明内容

本发明提供一种实时准确的计及土壤离子浓度的冲击接地电阻测量方法。

为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：

一种计及土壤离子浓度的冲击接地电阻测量方法，包括以下步骤：

S1：现场试点调研；

S2：选取测量点并装配组合实验装置；

S3：测量点的区域划分和权重分配；

S4：信号处理器进行参数修正；

S5：计算得出冲击接地电阻。

进一步地，所述步骤S1的过程是：

对接地网相关物理量进行测量，测得杆塔附近土壤电阻率为ρ，接地网截面积为S₁，接地网四边围成的矩形面积为S₂，接地网埋深为H，接地网最长边长度为L₁，以及雷电冲击电流为I_m。

进一步地，所述步骤S2的过程是：

搭建地网离子浓度测试平台，在整个接地网取九个测量点，每个测量点记为i，其中i＝1，2，3，…..,8，9，在土壤下0.8H处每个区域对应安置离子浓度检测仪Q_i，分别采取各个测量点钠离子、镁离子、钙离子、钾离子、硫酸根离子浓度；然后利用离子浓度检测仪将采集的信号数据发送到等值NACL计算模块，运用等效盐密原理得到九个点的等效粒子浓度x_i,并通过同轴电缆将数据传送到有效离子浓度计算仪中，有效离子浓度计算仪与上位机通过同轴电缆相连。

进一步地，所述步骤S3的过程是：

测量点1,2,3,4的离子浓度变化在误差允许范围内，可视为相同；测量点5,6离子浓度在误差允许范围可视为相同；测量点7,8离子浓度可视为相同；9点离子浓度独为一测量点，得出1,2,3,4点共同占整体电阻权重为：

w₁＝-0.4078*S₂^0.1832+0.25*log(S₂^0.48+0.865*S₂^0.845+4.857)；

5,6点共同所占权重为：

w₂＝0.0123*S₂^0.866+0.525*S₂^-0.8-0.00518*S₂-0.00888；

7,8点共同所占权重为：

9点所占权重为：

w₄＝-1.631*S₂^0.1832+log(S₂^0.48+0.865*S₂^0.845+4.857)。

进一步地，所述步骤S4的过程是：

通过计算得到雷电流的修正系数为：

接地网面积修正系数为：

土壤电阻率修正系数为：

k₃＝1-exp(-0.1342*ρ)。

进一步地，所述步骤S5的过程是：

令

计算出此时土壤冲击接地电阻：