一种特高压直流接地极的接触电势测试方法与流程

本发明涉及接地极测试技术领域，尤其涉及一种特高压直流接地极的接触电势测试方法。

背景技术：

超(特)高压直流输电系统是最近些年新兴起来的大型输电系统，与交流输电工程相比，直流输电技术有两个主要的特殊方面：换流和接地。远距离高压直流输电采用大地回路，可以提高运行可靠性，节省电能在线路上的损耗以及使工程可以分期建设，具有明显经济效益，因此，除个别例外(背靠背工程)，现有高压直流远距离输电工程无一例外以大地回路作为运行方式之一，直流接地极在国内外得到了广泛应用。高压直流输电系统的换流站接地极在系统以单极大地回线方式和双极不平衡方式运行时，分别发挥着引导系统的入地电流和不平衡电流的作用。高压直流输电接地极能长时间为系统输送电力，提高系统运行可靠性及钳制换流站(整流阀)中性点电位，避免两极对地电压不平衡而损害设备。强大的直流电流经接地极注入大地将导致极址大地电位升高，出现跨步电压、土壤发热、电极腐蚀等新问题。

接触电势测试是接地极测试试验的一个重要测试指标。由于两种不同金属中的电子在接界处相互穿越的能力有差别，造成电子在界面两边的分部不均，缺少电子的一面带正电，过剩电子的一面带负电。当达到动态平衡后，建立在金属接界上的电势差叫接触电势。在接地极址，电极通常采用高硅铬铁等耐腐蚀的材料，而极址地面上的铁塔等金属构件则通常采用热轧等肢角钢强度较高的材料，在极址运行时，会在极址的金属构件与地面产生电位差，当人体触摸极址地面的金属构件时，会在人体上产生电压差，使人体触电。

现有接触电势测试方法如下：将直流试验电流通过接地极线路或人工设置的电流线注入接地极址，用高精度电压表测量接地极址处的金属构件距地面高1.8米处，与接地体水平距离1米处地面之间的电势E，按照试验电流与接地极暂态电流的比值，推算出接地极暂态电流下的电势。测试过程中采用的电压表或万用表精度有限，不能精确读取接地极址地面的电势值，且通过电流折算会引入新的误差，故准确度不高。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明公开了一种特高压直流接地极的接触电势测试方法，所述测试方法不需采用换算得到实际接触电势，而是采用额定电流直接测得，结果更准确。

本发明的技术方案如下：一种特高压直流接地极的接触电势测试方法，在接地极址的金属构件处进行测试，测试地面距金属构件水平距离为1m处和垂直距离为1.8m处两点间的电位差，在接地极址注入额定电流，采用电压表测量得到的结果作为该处的接触电势测试值，选择测得金属构件最大的接触电势测试值作为接触电势的最终测试结果。

所述测试方法在垂直接地极调试(单极调试)过程中或在单极大地运行条件下进行，在调试过程(单极调试)中或单极大地运行条件下进行测试，注入电流可以达到额定电流，测量结果更加准确。

所述特高压直流电压为±500kV～±800kV，所述接地极额定电流为直流电，电流大小为1800A～3200A。

所述接地极址的金属构件为中心塔、引流塔和末端塔。

进一步地，所述电压表的分辨率≥0.1mV。

本发明的机理如下：由于现有方法根据试验电流测得的电势换算得到接触电势，试验电流通常较小，以±500kV换流站的接地极为例，当试验电流为95A时，电压表测得结果为519.4mV左右，而电压表分辨率≥0.1mv，由于测得结果与分辨率差别较小，电压表存在固有误差，测得结果准确度不高，另外，试验电流下测得的电势需要换算成额定电流下的电势，换算过程也存在误差，进一步导致结果准确度降低。本发明在调试过程或单极大地相同条件下，以额定电流直接测得接地极的接触电势，即为接地极的实际接触电势，测试过程简单，结果准确。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明提供的测试方法不需采用换算得到实际接触电势，而是采用额定电流直接测得，测试过程简单，结果更准确。

附图说明

图1为接触电势的测试示意图；

图2为接地极址金属塔分布示意图；

图3为接地极址金属塔俯视图；

图中标记：1—金属构件，2—电压表，3—参比电极，4—中心塔，5—馈电电缆，6—极环，L—水平距离1m，H—垂直距离1.8m。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细说明。

实施例1

接触电势的测试在接地极址进行，接触电势是反映接地极址构件(金属构件1)在接地极址运行时人体接触该构件产生的电位差，水平距离L为1m、垂直距离H为1.8m产生的电位差来模拟人体接触接地极址构件时产生的电位差，电位差采用电压表2进行测量。接触电势的测试示意图如图1所示。

接触电势测试要求如下：

(1)注入接地极的试验电流必须为直流；

(2)注入接地极的试验电流为额定电流；

(3)测量地面上离金属构件水平距离为1m处和金属构件地面以上垂直距离为1.8m处两点间的电位差作为该构件的接触电势。

接触电势测试主要针对接地极址处的金属构件进行，与跨步电压的测试类似，接触电势的测试可在试验电流下进行测试作为对比，通过对金属构件的测试，应找出最大接触电势值，并将测试结果折算到设计要求电流下的接触电势值，同时应记录最大接触电势的位置。接触电势的测试结果应按式(1)进行折算：在入地电流In下测量得到接触电势Utn后，按式(1)将其折算至设计要求电流Ic下的接触电势Utc。

实施例采用单极大地条件下采用额定电流进行测试。

现场对普洱换流站接地极、天生桥换流站接地极接线了接触电势测试，接触结果如下：

普洱换流站接地极址处仅有一个中心塔，通过中心塔将接地极线路与馈电电缆进行连接，见图2，试验过程中对其中心塔四个塔脚进行了接触电势测试，见图3，测试结果如表1所示。

表1普洱换流站接地极中心塔接触电势测试结果

在单极大地情况下，以额定电流注入接地极址，测得的结果如表2所示。

表2额定电流下的普洱换流站接地极接触电势测试结果

由表1和表2可知，入地电流(80A)换算得到的结果与额定电流下的普洱换流站接地极接触电势测试结果相比，由于仪器的固有误差以及计算过程中的误差，导致结果比实测值高出很多，结果偏差较大。