3=K2*R2,表示小冲击电流下的接地装置冲击阻抗 值。由于科技的不断进步W及功率电力电子器件的发展，便携式小容量的雷电模拟等形式 电流源已发展愈加成熟，完全可W实现接地装置的电感效应的现场测量。因此，只需要得到 火花校正系数Ki，即可得到较为准确的冲击大电流作用下接地装置的冲击阻抗值。
[0064] 本发明一种利用小雷电流冲击测试得到接地装置冲击阻抗的方法，包括W下步 骤： W65] 1)采用小电流雷电冲击电流发生器对接地装置进行冲击试验，在输出电流峰值为 1KA、雷电冲击波形为8/20yS时测量接地装置的接地电阻作为包含电感效应的工频接地 电阻Rs;
[0066] 2)获取火花校正系数Ki;
[0067] 3)通过公式（2)计算接地装置冲击阻抗Ri。
[0068] 二、实现方法
[0069] 本发明提出了利用冲击下的小电流设备测量的接地装置的接地电阻反推冲击大 电流下接地装置的接地电阻的方法，即通过式2,可W将接地装置在小冲击电流作用下的接 低阻抗转换为大冲击电流作用下的接地阻抗，其中Ki为火花校正系数。W下介绍工程中火 花校正系数的获得方法。
[0070] 1、通过规程公式得到
[0071] 实际上在规程化/T621-1997《交流电气装置的接地》中，冲击系数是通过在模拟 沙池的缩小比例尺的试验得到的，在大量试验的基础上拟合了不同形状接地装置在不同电 阻率W及注入电流幅值下的计算公式。
[0072] 通过报告里的分析，可知现有的实验条件无法完全满足缩小比例尺的试验要求， 试验波形无法满足比例尺要求。例如，对2. 6/50US的雷电波，在模拟比例尺为52时，模拟 试验时注入的电流波形应该为0. 05/0. 962US，运是无法达到的。
[0073] 因此，规程中给出的冲击系数中其实并未包含电感效应的影响，其反应的主要还 是火花效应。目P，公式2中火花系数的取值可W按照规程中相应的公式取值，火花校正系数 Ki等于冲击系数a，例如公式3~8所示。 阳074] 对于铁塔接地装置： 阳0巧]
(3)
[0076] 钢筋混凝±杆放射型接地装置：
[0077]
典
[0078] 钢筋混凝±杆环型接地装置：
[0079]
(、）
[0080] 单独接地极接地电阻的冲击系数，可利用W下各式计算：
[0081] 垂直接地极：
[0082]
觀
[0083] 单端流入冲击电流的水平接地极
[0084]
巧
[0085] 中部流入冲击电流的水平接地极
[0086]
終)
[0087] 其中，P为WQ-m表示的±壤电阻率；L为水平接地极的总长度，m;Ii为流过杆 塔接地装置或单独接地极的冲击电流，kA。
[0088] 2、通过现场试验的标定
[0089] 由于研制的小电流冲击设备也具有一定的输出能力，可W在需要测量的接地装置 的当地。对某Im长金属进行冲击接地电阻试验，然后对火花效应进行现场的标定，运样精 度更高。具体操作如下：
[0090] 对于典型的杆塔接地装置，其放射线长为20m，边框边长为8m。故整个装置导体长 度为112m。假设实际雷击时，流过杆塔接地装置的雷电流幅值为40kA，此时平均每米长的 导体上流散的电流即为40kA/112 = 357A。那么实际操作中，可W取一根Im长的导体埋入 接地装置W外10米外的地中，①首先采用小电流雷电冲击电流发生器对Im长导体进行冲 击试验，在输出电流峰值为1KA、雷电冲击波形为8/20yS时测量Im长导体的接地电阻作为 包含电感效应的工频接地电阻R;②然后调整冲击电流发生器的输出电流，使得该Im长导 体上流过峰值电流为357A的冲击电流，测量此时Im长导体的接地电阻作为包含火花效应 和电感效应的冲击接地电阻R';③利用R' /R作为火花校正系数，即 W91]Ki=R'/R(9)
[0092] 为了保证火花校正系数的准确性，该Im长导体应该与杆塔接地极导体截面尺寸 相同。
[0093] 小冲击电流下的接地装置冲击阻抗值Rs的测量方法：采用小电流雷电冲击电流发 生器对接地装置进行冲击试验，在输出电流峰值为1KA、雷电冲击波形为8/20yS时测量接 地装置的接地电阻作为包含电感效应的工频接地电阻R3。
[0094] S、方法比较
[0095] 如表1所示，本发明中两种得到火花校正系数的方法对比可W看出，最大的区别 在于火花校正系数的选取，第一种是通过规程公式选取即是通过沙池的模拟试验得到；第 二种是通过现场试验标定。
[0096] 表1两种方法的比较
[0097]
[009引综上，通过对两种方法的分析比化可W得出运样一个结论。规程法为了便于工程 实际应用，将±壤对冲击电流作用下的火花效应的影响全部归结到了±壤的电阻率上，运 中处理是一个不精确的粗糖的方法；而通过现场试验标定的方法，由于与待测接地装置处 于同样的一个±壤环境，故可W准确的测量得到该待测接地装置的火花校正系数。从测量 的准确性来看，采用第二种方法可进一步提高冲击接地电阻计算的准确性，因此实际接地 装置冲击阻抗测试过程中建议采用现场校正的方法得到火花校正系数。
[0099] 四、不同±壤电阻率情况下的冲击电阻公式
[0100] 对于±壤电阻率大于和小于100Q?m的区域，冲击接地电阻计算公式为：
[0101]
阳102] 公式（10)中，R1表示冲击接地电阻，R3表示的冲击小电流设备测量的接地电阻， K1作为火花校正系数。
【主权项】
1. 一种利用小雷电流冲击测试得到接地装置冲击阻抗的方法，其特征在于，包括以下 步骤： 1) 采用小电流雷电冲击电流发生器对接地装置进行冲击试验，在输出电流峰值为 1KA、雷电冲击波形为8/20 μ S时测量接地装置的接地电阻作为包含电感效应的工频接地 电阻R3; 2) 获取火花校正系数K1; 3) 通过公式（2)计算接地装置冲击阻抗R1: R1=K1R3 (2)。2. 根据权利要求1所述的一种利用小雷电流冲击测试得到接地装置冲击阻抗的方法， 其特征在于，步骤2)中火花校正系数K1通过查找规程DL/T 621-1997《交流电气装置的接 地》获取，其中，火花校正系数1等于规程DL/T 621-1997《交流电气装置的接地》中冲击 系数α。3. 根据权利要求2所述的一种利用小雷电流冲击测试得到接地装置冲击阻抗的方法， 其特征在于， 对于铁塔接地装置：钢筋混凝土杆放射型接地装置：钢筋混凝土杆环型接地装置：单独接地极接地电阻的冲击系数，用以下各式计算： 垂直接地极：单端流入冲击电流的水平接地极中部流入冲击电流的水平接地极其中，P为以Ω ·πι表示的土壤电阻率；L为水平接地极的总长度，Hi5I1为流过杆塔接 地装置或单独接地极的冲击电流，kA。4. 根据权利要求1所述的一种利用小雷电流冲击测试得到接地装置冲击阻抗的方法， 其特征在于，步骤2)中火花校正系数K1通过以下步骤获取： 2. 1)取一根Im长的导体埋入接地装置以外10米外的地中； 2. 2)采用小电流雷电冲击电流发生器对Im长导体进行冲击试验，在输出电流峰值为 1KA、雷电冲击波形为8/20 μ S时测量Im长导体的接地电阻作为包含电感效应的工频接地 电阻R ; 2. 3)然后调整小电流雷电冲击电流发生器的输出电流，使得该Im长导体上流过峰值 电流为357A的冲击电流，测量此时Im长导体的接地电阻作为包含火花效应和电感效应的 冲击接地电阻W ; 2. 4)利用R' /R作为火花校正系数，即 K1=RVR (9)。5. 根据权利要求4所述的一种利用小雷电流冲击测试得到接地装置冲击阻抗的方法， 其特征在于，Im长导体与接地装置的接地极导体截面尺寸相同。6. 根据权利要求1所述的一种利用小雷电流冲击测试得到接地装置冲击阻抗的方法， 其特征在于， 对于土壤电阻率大于和小于100Ω · m的区域，步骤3)冲击接地电阻通过以下公式计 算：
【专利摘要】本发明公开一种利用小雷电流冲击测试得到接地装置冲击阻抗的方法，包括以下步骤：1)采用小电流雷电冲击电流发生器对接地装置进行冲击试验，在输出电流峰值为1KA、雷电冲击波形为8/20μS时测量接地装置的接地电阻作为包含电感效应的工频接地电阻R3；2)获取火花校正系数K1；3)通过R1＝K1R3计算接地装置冲击阻抗R1。本发明通过火花效应与电感效应的解耦，将冲击系数分解为火花效应校正系数和电感效应校正系数，并通过查询相关标准或现场测试得到火花效应校正系数，且通过现场小雷电流冲击测试得到电感校正系数，从而得到实际大雷电流冲击作用下接地装置冲击阻抗。
【IPC分类】G01R27/20
【公开号】CN105182084
【申请号】CN201510382489
【发明人】成林, 王森, 李志忠, 耿波, 齐卫东, 吴经锋, 吉宏亮, 王荆, 张鹏
【申请人】国家电网公司, 国网陕西省电力公司电力科学研究院
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年7月2日