[发明专利]一种不同温度下土壤动态电阻特性试验方法

说明书

一种不同温度下土壤动态电阻特性试验方法，该方法包括搭建测试装置，测试装置包括含左右电极和温度传感器的土壤箱，通过温度分析仪、数字控制器和温控装置控制箱内温度；冲击电流发生模块输出端连接到分压器的高压端，分压器的高压端连接到左铜电极，右铜电极连接到接地模块；试验方法还包括土壤填充以及温度设定、测量土壤样品在当前温度T时的电压与电流以及评估土壤动态电阻特性等步骤。本发明可准确评估土壤动态电阻特性，有利于研究温度与土壤动态电阻之间的关联性。试验方法基于全时域电阻动态波形，可准确表征电阻波形曲线变化规律，进而有效评估出不同温度下土壤试品电阻的动态特性。

技术领域

本发明属于电力系统接地技术领域，特别是一种不同温度下土壤动态电阻特性试验方法。

背景技术

输电线路杆塔在遭受雷击时，因杆塔接地电阻的存在，塔身上会产生很高的电位，过高的电位将引起杆塔对输电线路的反击，进而造成输电线路跳闸等事故，降低电力系统的稳定性和可靠性。输电线路杆塔接地装置的主要功能是当塔顶或避雷线遭受雷击时，可有效地将雷电流泄入大地，因此流过接地装置的电流主要是雷电冲击电流。由于雷电流幅值较大，易使接地体周围土壤发生局部击穿，使土壤电阻率下降，另外当土壤中因散流而产生的电场强度超过土壤的临界击穿场强时，接地体周围土壤中就会发生类似空气击穿的火花放电等电阻动态下降过程。电阻的动态变化会明显改变接地体上各点电位及接地体各点之间的电位差，对于降低输电线路杆塔塔顶电位以及发、变电站接地网上的暂态电位升有较明显的效果。由此可见，雷电冲击下输配电杆塔接地装置周边土壤动态电阻特性的研究对智能电网中建立先进可靠的输配电网络和供电系统，完善电网安全保障和防御体系具有重要意义。

由于输电线路杆塔接地装置埋于土壤中，其冲击特性与接地体周围土壤电阻的动态特性密切相关。目前国内对土壤动态电阻特性的研究，主要通过计算机仿真来模拟土壤的电离过程以及火花放电现象，而土壤在冲击电流下的动态电阻特性受到很多因素的影响，比如：冲击电流幅值、温度、土壤成分与结构、土壤密度、含水量、外界电场强度等，这些因素导致土壤在高频大冲击电流作用时其冲击特性变得更加复杂，其中土壤温度往往很大程度影响土壤电阻动态特性，对整个接地系统冲击暂态特性影响巨大，所以仿真时土壤动态电阻特性难以精确模拟。因此为了准确地分析土壤动态电阻特性，迫切需要建立一种智能测控方法，可在不同温度下实现土壤动态电阻特性的分析与评价，进而用以输配电系统的安全评估。

发明内容

本发明的目的是提供一种不同温度下土壤动态电阻特性试验方法。

实现本发明目的的技术方案如下：

第一步：搭建计及温度的土壤动态电阻测试装置：装置包括土壤动态电阻测试箱；土壤动态电阻测试箱的内壁设置有温控装置；土壤动态电阻测试箱左侧内壁设置有左铜电极，右侧内壁设置有右铜电极；左铜电极和右铜电极均为竖直圆盘；土壤动态电阻测试箱上面板设有螺钉；土壤动态电阻测试箱的左上部、右上部、左下部和右下部分别设置有第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和第四温度传感器；土壤动态电阻测试箱以外的装置包括冲击电流发生模块、分压器、接地模块、温度分析仪、数字控制器、电流采集模块、上位机、高压电缆、电缆接头以及铜导线；

其中：第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和第四温度传感器均连接到温度分析仪的输入端，温度分析仪的输出端分别连接到数字控制器和上位机；数字控制器连接到温控装置；冲击电流发生模块输出端连接到分压器的高压端，分压器的高压端通过高压电缆和电缆接头连接到左铜电极，左铜电极紧贴土壤动态电阻测试箱左侧内壁；冲击电流发生模块的接地端、分压器的接地端分别连接到接地模块；右铜电极紧贴土壤动态电阻测试箱右侧内壁，并通过铜导线连接到接地模块；分压器的通信端连接到上位机；电流采集模块测量端连接到铜导线，电流采集模块通信端连接到上位机；