用于配电线路自然接地体冲击特性的试验方法与流程

本发明属于自然接地体冲击特性领域，特别涉及用于配电线路自然接地体冲击特性的试验方法。

背景技术：

目前，随着电力系统对配电线路重视度的提高，配电线路运行的安全稳定性得到进一步地的关注。在电力系统关于配电线路的防雷改造中，主要停留在基于工程经验及历史数据进行大范围的改造，缺少对配电线路防雷特性进行的针对性研究。

在这种情况下，研究人员陆续的开展了一些对自然接地体的冲击特性研究，主要是在实验室中建立沙池，将自然接地体埋设在沙池中，对自然接地体注入冲击能量，测量自然接地体的冲击特性，但试验结果与实际结果相比有很大的差异性。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的缺点和不足，本发明提供了通过获取测量回路至少两个测量点对应的测量电压，将每个测量电压与仿真电压进行对比，选取误差最小的测量点对应的测量电压，从而提高了测量配电线路自然接地体冲击特性试验的准确性的试验方法。

为了达到上述技术目的，本发明提供了用于配电线路自然接地体冲击特性的试验方法，所述试验方法，包括：

构建试验场地，在试验场地中设有包含自然接地体的冲击回路以及测量回路；

在冲击回路中向自然接地体传输冲击能量，在测量回路中获取基于冲击能量产生的测量电压；

选取测量回路中至少两个测量点，获取与每个测量点对应的测量电压，将每个测量电压与仿真电压进行对比，选取误差最小的测量电压对应的测量点作为目标试验点。

可选的，所述冲击回路包括：

用于产生冲击能量的冲击发生器，以及接收冲击能量的自然接地体，自然接地体埋设在土壤中。

可选的，所述冲击回路还包括：

在自然接地体上设有注流点，注流点通过注流线与冲击发生器的高压端相连。

可选的，所述在自然接地体上设有注流点包括：

在自然接地体的顶部上安装有固定件，在固定件上设有注流点。

可选的，所述冲击回路还包括：

在土壤中设有接收冲击能量的回流点，在回流点处埋设有第一镀锌接地极，第一镀锌接地极通过回流线连接至冲击发生器的低压端；

其中，回流线与注流线之间呈非平行的状态。

可选的，所述在冲击回路中还设有第一分压器，在自然接地体上设有金属薄片，金属薄片与第一分压器的低压端相连，注流点与第一分压器的高压端相连。

可选的，所述测量回路包括：

第二分压器以及与自然接地体距离预设长度的零电位参考点，在零电位参考点处埋设有第二镀锌接地极，第二镀锌接地极与第二分压器的低压端相连。

可选的，所述选取测量回路中至少两个测量点，获取与每个测量点对应的测量电压，包括：

在土壤表面设有至少两个测量点，在每个测量点所处的位置埋设有一个接地棒，接地棒与第二分压器的高压端相连。

可选的，所述将每个测量电压与仿真电压进行对比，选取误差最小的测量电压对应的测量点作为目标试验点，包括：

测量第一接地棒的电压值，获得第一测量电压，断开第一接地棒与第二分压器的电机；

接通第二接地棒与第二分压器电机，测量第二接地棒的电压值，获得第二测量电压，断开第二接地棒与第二分压器电机；

直至测完所有接地棒，获得所有测量电压，将所有测量电压依次与仿真电压进行对比，选取误差最小的测量电压对应的测量点作为目标试验点。

可选的，所述第一分压器和第二分压器的类型可以为阻容式分压器或电阻式分压器。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是：通过在冲击回路向自然接地体传输冲击能量，在测量回路至少两个测量点获取对应的测量电压，根据所有测量电压与仿真电压进行对比分析，选取误差最小的测量点对应的测量电压，从而提高测量自然接地体冲击特性的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的用于配电线路自然接地体冲击特性的试验方法的流程示意图；

图2是本发明提供的冲击回路的布线方式示意图；

图3是本发明提供的测量回路的布线方式示意图。

具体实施方式

为使本发明的结构和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的结构作进一步地描述。

实施例一

在本实施例中提到“第一”和“第二”仅仅是为了区别同一个名称不是同一个物体。

本发明提供了用于配电线路自然接地体冲击特性的试验方法，如图1所示，所述试验方法，包括：

11、构建试验场地，在试验场地中设有包含自然接地体的冲击回路以及测量回路；

12、在冲击回路中向自然接地体传输冲击能量，在测量回路中获取基于冲击能量产生的测量电压；

13、选取测量回路中至少两个测量点，获取与每个测量点对应的测量电压，将每个测量电压与仿真电压进行对比，选取误差最小的测量电压对应的测量点作为目标试验点。

在实施中，研究人员陆续对自然接地体冲击特性进行试验，但没有形成固定的方法，并且试验结果与实际结果存在较大的差异性，因此，本申请提出用于配电线路自然接地体冲击特性的试验方法，首先，构建试验场地，在试验场地中设有包含自然接地体的冲击回路以及测量回路。

其次，在冲击回路中向自然接地体传输冲击能量，并由测量回路测量自然接地体的散流分布，获得测量电压，根据测量电压判定自然接地体的散流分布情况。

最后，为了减少试验结果与实际结果的误差，在测量回路中选取至少两个测量点，在每个测量点获得测量电压，将每个的测量电压与仿真电压进行对比分析，选取在所有测量电压与仿真电压对比误差最小的对应的测量点，将该测量点作为目标试验点。进而提高了测量自然接地体冲击特性的准确性。

可选的，所述冲击回路包括：

用于产生冲击能量的冲击发生器，以及接收冲击能量的自然接地体，自然接地体埋设在土壤中。

在实施中，目前的试验主要将在自然接地体埋设在沙池中，而沙池模拟与实际土壤相比，使得试验结果与实际结果的差异性较大。因此，本申请将自然接地体的下部分埋设在土壤中，土壤可以更好地对能量进行散流，从而提高测量的准确性。

在实际运行中自然接地体会遭受到大能量冲击侵入，本申请将冲击发生器作为冲击激励源，向自然接地体传输冲击能量，由于自然接地体的埋设在土壤中，使得自然接地体的一端接地，接着冲击能量经自然接地体流向土壤内并散流分布。

可选的，所述冲击回路还包括：

在自然接地体上设有注流点，注流点通过注流线与冲击发生器的高压端相连。

在实施中，将冲击发生器布置在离自然接地体较远的位置，在自然接地体上设有注流点，冲击发生器的高压端经注流线连接注流点。从而冲击发生器经注流线传输至自然接地体，为了减小对冲击电流的影响，并利用罗氏线圈对冲击电流进行测量。

可选的，所述在自然接地体1上设有注流点包括：

在自然接地体1的顶部上安装有固定件5，在固定件5上设有注流点。

在实施中，如图2所示，在自然接地体1的顶部上安装有固定件5，将注流点设有固定件5上，冲击发生器的高压端通过注流线与该注流点相连。通过固定件5连接使得自然接地体1与冲击发生器之间的注流线连接更加牢固。将固定件5安装在在自然接地体1的顶部上，尽可能避免了注流线与其他物质接触。因减少了注流线因与其他物质接触摩擦而导致自身损耗，进而延长了注流线的使用寿命。

可选的，所述冲击回路还包括：

在土壤中设有接收冲击能量的回流点，在回流点处埋设有第一镀锌接地极4，第一镀锌接地极4通过回流线连接至冲击发生器的低压端；

其中，回流线与注流线之间呈非平行的状态。

在实施中，如图2所示，在土壤中设有接收冲击能量的回流点，在回流点处将第一镀锌接地极4插入地下10～20cm深度固定，使得第一镀锌接地极4的一端接地。第一镀锌接地极4的另一端经回流线与冲击发生器的低压端相连。通过冲击发生器经注流线向自然接地体1传输冲击能量，接着冲击能量由自然接地体1经土壤流向第一镀锌接地极4，再由第一镀锌接地极4经回流线传输回冲击发生器，从而形成回流电路。

其中，回流线与注流线之间呈非平行的状态。从而减少了因回流线与注流线处于平行状态时所产生干扰信号，并将回流线和注流线沿途使用绝缘杆进行架空，使之不与其他物质接触。以防止回流线和注流线因与其他物质接触影响到测量结果。

可选的，所述在冲击回路中还设有第一分压器，在自然接地体1上设有金属薄片6，金属薄片6与第一分压器的低压端相连，注流点与第一分压器的高压端相连。

在实施中，由上述可知，在冲击回路中设有第一分压器，在自然接地体1上设有金属薄片6，金属薄片6与第一分压器的低压端相连，注流点与第一分压器的高压端相连，第一分压器用于测量金属薄片6与注流点之间的电压，从而反映自然接地体1上的物质材料对冲击能量的散流分布产生了干扰信号。

可选的，所述测量回路包括：

第二分压器以及与自然接地体1距离预设长度的零电位参考点，在零电位参考点处埋设有第二镀锌接地极3，第二镀锌接地极3与第二分压器的低压端相连。

在实施中，如图3所示，测量电路包括第二分压器和零电位参考点，在测试场地的边缘处设零电位参考点，作为下文的提及到的接地棒2的零点位参考点，并假设零电压参考点的电压为零。确定零电位参考点后，在零电位参考点处将第二镀锌接地极3插入地下10～20cm深度固定，第二镀锌接地极3与第二分压器的低压端相连。此处，第二镀锌接地极3与第二分压器之间的连线由绝缘杆沿线架空，防止因绝缘层破损对测量结果产生影响。

所述选取测量回路中至少两个测量点，获取与每个测量点对应的测量电压，包括：

在土壤表面设有至少两个测量点，在每个测量点所处的位置埋设有一个接地棒2，接地棒2与第二分压器的高压端相连。

在实施中，由于测量场地下土壤的环境具有不均匀性，其中，土壤参数包括土壤电阻率、土壤结构、含水量和土壤成分等，它们都有不同层次的区别，在测量过程中，在土壤表面设有至少两个测量点，而且测量点设置在自然接地体1的不同方向，这样得到的测量结果才能完全体现当地土壤环境的散流能力。如图3所示，在自然接地体1上、下、左、右四方向各设3个测量点，在每个测量点所处的位置下埋设接地棒2，使得每个接地棒2的下部接口接地。并且每个接地棒2与相邻的接地棒2之间的距离均为5cm。其中，第二分压器的低压端与第二镀锌接地极3相连，将第二分压器的高压端与其中一个接地棒2的上部接口处相连，根据第二镀锌接地极3的电位与其中一个接地棒2的电位进行对比，获得两者的电位差，进而获得该接地棒2的电压，并通第二分压器测量及显示出来。

其中，接地棒2的数量还可以增加，还可以增加多个方向埋设接地棒2，从而尽可能地提高测量的准确性，此处不再赘述。

可选的，所述将每个测量电压与仿真电压进行对比，选取误差最小的测量电压对应的测量点作为目标试验点，包括：

测量第一接地棒21的电压值，获得第一测量电压，断开第一接地棒21与第二分压器的电机；

接通第二接地棒22与第二分压器电机，测量第二接地棒22的电压值，获得第二测量电压，断开第二接地棒22与第二分压器电机；

直至测完所有接地棒2，获得所有测量电压，将所有测量电压依次与仿真电压进行对比，选取误差最小的测量电压对应的测量点作为目标试验点。

在实施中，由上文可知，通过冲击发生器向自然接地体1传输至冲击能量，随着冲击能量经自然接地体1流入土壤内，但是由于测量场地下土壤的环境具有不均匀性，其中，土壤参数包括土壤电阻率、土壤结构、含水量和土壤成分等，它们都有不同层次的区别。进而使得自然接地体1下的各个位置并非平均散流，存在电位差。因此对自然接地体1的各个位置上对应的接地棒2依次进行测量，将获得所有接地棒2的测量电压与仿真电压进行对比分析，选取测量电压与仿真电压误差最小的对应的接地棒2，从而提高测量自然接地体冲击特性的准确性。其中，测量每个接地棒2的电压具体实施过程如下：

将第一接地棒2的上部接口处与第二分压器的高压端相连，使得第一接地棒21与第二分压器通电，获得第一测量电压，并将其记录下来，断开第一接地棒21与第二分压器电机；将第二接地棒22的上部接口处与第二分压器的高压端相连，使得第二接地棒22与第二分压器通电，获得第二测量电压，并将其记录下来，断开第二接地棒22与第二分压器电机；重复上述步骤，依次测完所有的接地棒2，获得所有接地棒2所对应的测量电压，将所有测量电压记录下来，然后，将每个测量电压依次与仿真电压进行对比，选取测量电压与仿真电压误差最小的对应的接地棒2，该接地棒2所处的测量点作为目标试验点。

此外，还可以变更向自然接地体1注入冲击能量，重复试验，进一步研究自然接地体1冲击特性的变化，在此不再重复赘述。

可选的，所述第一分压器和第二分压器的类型可以为阻容式分压器或电阻式分压器。

在实施中，分压器是进行冲击试验是测量冲击电压的重要测量手段，目前分压器使用较多的是阻容式分压器或电阻式分压器。

但是由于不同类型的分压器因结构不同，在相同的试验情况下，使用不同的分压器所得的结果也有所区别，而在实际应用当中两种分压器都可以使用。

其中，电阻式分压器结构简单，匝间杂散参数小，响应时间稳定，在冲击电压的测量中被广泛应用。

阻尼式分压器是一种传统的电压测量装置，其原理简单、功率大，测量失真较小，在高压的测量中被广泛应用。

本发明提供了用于配电线路自然接地体冲击特性的试验方法，所述试验方法，包括：构建试验场地，在试验场地中设有包含自然接地体的冲击回路以及测量回路；在冲击回路中向自然接地体传输冲击能量，在测量回路中获取基于冲击能量产生的测量电压；选取测量回路中至少两个测量点，获取与每个测量点对应的测量电压，将每个测量电压与仿真电压进行对比，选取误差最小的测量电压对应的测量点作为目标试验点。通过在冲击回路向自然接地体传输冲击能量，在测量回路至少两个测量点获取对应的测量电压，根据所有测量电压与仿真电压进行对比分析，选取误差最小的测量点对应的测量电压，从而提高测量自然接地体冲击特性的准确性。

上述实施例中的各个序号仅仅为了描述，不代表各部件的组装或使用过程中的先后顺序。

以上所述仅为本发明的实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。